KR102618109B1 - Concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing freezing of heating medium and method of preventing freezing of heating medium using the same - Google Patents

Concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing freezing of heating medium and method of preventing freezing of heating medium using the same Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기는, 액화가스를 주입하기 위한 액화가스 주입부와, 기화가스를 외부로 유출시키기 위한 기화가스 유출부와, 열매인 에틸렌 글리콜 워터를 내부공간에 주입하기 위한 에틸렌 글리콜 워터 주입부가 각각 구비된 챔버; 코일형상으로서 상기 챔버의 내부공간 상에 배치되며, 상기 액화가스 주입부와 연통되는 내측부와, 복수개의 내벽과, 상기 챔버의 내측벽과 마주보는 외측부가 구비되는 동심다중관; 및 상기 동심다중관의 내측부, 복수개의 내벽 및 외측부를 연결하는 형태로 상기 동심다중관의 내부공간에 배치되어, 상기 액화가스 주입부로부터 주입된 액화가스가 내측부로부터 외측부를 향해 유동되도록 하며, 에틸렌 글리콜 워터의 열을 상기 에틸렌 글리콜 워터와 접촉되는 상기 동심다중관의 외측부로부터 상기 동심다중관의 내측부로 전달하는 복수개의 나선형 베인;을 포함하고, 상기 동심다중관 극저온 기화기는, 상기 동심다중관으로 주입된 액화가스가 상기 복수개의 나선형 베인이 전달받은 에틸렌 글리콜 워터의 열에 의해 승온되어 기화가스로 기화되며, 상기 액화가스의 기화에 의해 상기 동심다중관의 외측부의 온도가 상승됨에 따라, 상기 챔버의 내부공간에 주입된 에틸렌 글리콜 워터의 동결이 최소화될 수 있다.A concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing fruit freezing according to an embodiment of the present invention includes a liquefied gas injection part for injecting liquefied gas, a vaporized gas outlet for discharging the vaporized gas to the outside, and ethylene glycol, which is the fruit. Chambers each provided with an ethylene glycol water injection unit for injecting water into the internal space; A concentric multi-tube pipe disposed in the inner space of the chamber in a coil shape and having an inner part in communication with the liquefied gas injection part, a plurality of inner walls, and an outer part facing the inner wall of the chamber; And it is disposed in the inner space of the concentric multiple pipe in a form that connects the inner part, the plurality of inner walls, and the outer part of the concentric multi-tube, so that the liquefied gas injected from the liquefied gas injection part flows from the inner part to the outer part, and ethylene A plurality of helical vanes transmit the heat of the glycol water from the outer part of the concentric multiple tube in contact with the ethylene glycol water to the inner part of the concentric multiple tube, wherein the concentric multitube cryogenic vaporizer is connected to the concentric multiple tube. The injected liquefied gas is heated by the heat of the ethylene glycol water received by the plurality of spiral vanes and is vaporized into vaporized gas. As the temperature of the outer portion of the concentric multi-tube increases due to vaporization of the liquefied gas, the chamber of the chamber Freezing of ethylene glycol water injected into the internal space can be minimized.

Description

열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기 및 이를 이용한 열매 동결 방지 방법{Concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing freezing of heating medium and method of preventing freezing of heating medium using the same}Concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing freezing of heating medium and method of preventing freezing of heating medium using the same}

본 발명은 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기 및 이를 이용한 열매 동결 방지 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환기의 열매인 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 최소화할 수 있는 동심다중관 극저온 기화기 및 이를 이용한 열매 동결 방지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing fruit freezing and a method for preventing fruit freezing using the same. More specifically, to a concentric multi-tube cryogenic vaporizer capable of minimizing freezing of ethylene glycol water, which is the fruit of a heat exchanger, and the same. This relates to a method for preventing fruit freezing.

도 1 및 도 2에 도시된 종래의 열교환기는 엘엔지 연료공급 벙커링용 열교환기이며, 특허 출원을 통해 선행문헌으로서 공개된 바 있다.The conventional heat exchanger shown in FIGS. 1 and 2 is a heat exchanger for LNG fuel supply bunkering, and has been disclosed as prior literature through a patent application.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 열교환기는 엘엔지(LNG)를 연료로 사용하는 선박에 LNG 연료를 공급하는 연료 공급선박인 바지선과, 상기 바지선에 설치된 LNG 벙커링용 열교환기의 원통형 몸체의 일측에 액체상태의 LNG가 유입되는 케이스의 유입구(5)와 유출되는 유출부(6)가 형성되고, 기화된 LNG가 히터로 유입되는 히터 유입구(7)와 유출되는 히터 유출부(8)가 형성되며, 기화기용 글리콜 워터 유입구(1), 기화기용 글리콜 워터 유출부(2), 히터용 글리콜 워터 유입구(3), 히터용 글리콜 워터 유출부(4)가 형성되어 액체 상태의 LNG를 기체 상태로 변화시켜 엔진에 공급할 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the conventional heat exchanger is a barge, which is a fuel supply ship that supplies LNG fuel to ships that use LNG as fuel, and one side of the cylindrical body of the LNG bunkering heat exchanger installed on the barge. An inlet 5 and an outlet 6 through which liquid LNG flows into the case are formed, and a heater inlet 7 through which vaporized LNG flows into the heater and a heater outlet 8 through which vaporized LNG flows out are formed. The glycol water inlet (1) for the vaporizer, the glycol water outlet (2) for the vaporizer, the glycol water inlet (3) for the heater, and the glycol water outlet (4) for the heater are formed to transform LNG from liquid state into gaseous state. It can be changed and supplied to the engine.

그러나 종래의 열교환기와 같이 에틸렌 글리콜 워터를 열매로 사용하는 열교환기의 경우, 에틸렌 글리콜 워터와 열교환이 이루어질 액화수소와 액화질소의 주입온도가 30 ~ 70 K이고, 에틸렌 글리콜 워터의 어는점이 에틸렌 글리콜 워터의 농도에 따라 -70 ~ -30 ℃의 범위를 가지므로, 온도 범위 차에 따라 열교환 과정에서 에틸렌 글리콜의 동결이 발생하게 되며, 이에 의해 열교환기의 기능이 상실하게 되는 문제점이 있다.However, in the case of a heat exchanger that uses ethylene glycol water as a heat source like a conventional heat exchanger, the injection temperature of liquefied hydrogen and liquefied nitrogen to perform heat exchange with ethylene glycol water is 30 to 70 K, and the freezing point of ethylene glycol water is 30 to 70 K. Depending on the concentration, it has a range of -70 to -30 ℃, so there is a problem in that freezing of ethylene glycol occurs during the heat exchange process depending on the temperature range difference, which causes the function of the heat exchanger to be lost.

이에 따라, 에틸렌 글리콜 워터의 동결에 의해 열교환기의 기능이 상실되는 것을 방지하기 위한 장치의 연구 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for research and development of devices to prevent the function of the heat exchanger from being lost due to freezing of ethylene glycol water.

대한민국 등록특허공보 제10-2160341호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2160341

따라서, 본 발명은 종래의 에틸렌 글리콜 워터 열교환기의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 열교환기의 문제점인 에틸렌 글리콜 워터의 동결 발생을 방지하기 위해 액화가스가 에틸렌 글리콜 워터의 열에 의해 기화가스로 기화되는 것을 통해 열매인 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 최소화할 수 있는 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기 및 이를 이용한 열매 동결 방지 방법을 제공함에 있다.Therefore, the present invention was conceived to improve the problems of the conventional ethylene glycol water heat exchanger, and the purpose of the present invention is to prevent the freezing of the ethylene glycol water, which is a problem of the conventional heat exchanger, by using the liquefied gas as ethylene glycol water. The aim is to provide a concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing freezing of fruit, which can minimize freezing of ethylene glycol water, which is fruit, by vaporizing it into vaporized gas by heat, and a method for preventing fruit freezing using the same.

특히, 본 발명의 목적은 에틸렌 글리콜 워터가 동심다중관의 외곽부에서 내측부를 향해 점차적으로 열을 전달시키고, 상기 동심다중관의 내측부로부터 외곽부를 향해 이동되는 액화가스가 에틸렌 글리콜 워터에 의해 승온되어 기화가스로 기화될 때, 상기 동심다중관의 외곽부의 온도가 상승되는 것을 통해 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 최소화할 수 있는 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기 및 이를 이용한 열매 동결 방지 방법을 제공함에 있다.In particular, the object of the present invention is that the ethylene glycol water gradually transfers heat from the outer part of the concentric multi-tube towards the inner part, and the liquefied gas moving from the inner part of the concentric multi-tube towards the outer part is heated by the ethylene glycol water. To provide a concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing fruit freezing that can minimize freezing of ethylene glycol water by increasing the temperature of the outer portion of the concentric multi-tube when vaporized with vaporization gas, and a method for preventing fruit freezing using the same. there is.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly apparent to those skilled in the art from the description below. It will be understandable.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기는, 액화가스를 주입하기 위한 액화가스 주입부와, 기화가스를 외부로 유출시키기 위한 기화가스 유출부와, 열매인 에틸렌 글리콜 워터를 내부공간에 주입하기 위한 에틸렌 글리콜 워터 주입부가 각각 구비된 챔버; 코일형상으로서 상기 챔버의 내부공간 상에 배치되며, 상기 액화가스 주입부와 연통되는 내측부와, 복수개의 내벽과, 상기 챔버의 내측벽과 마주보는 외측부가 구비되는 동심다중관; 및 상기 동심다중관의 내측부, 복수개의 내벽 및 외측부를 연결하는 형태로 상기 동심다중관의 내부공간에 배치되어, 상기 액화가스 주입부로부터 주입된 액화가스가 내측부로부터 외측부를 향해 유동되도록 하며, 에틸렌 글리콜 워터의 열을 상기 에틸렌 글리콜 워터와 접촉되는 상기 동심다중관의 외측부로부터 상기 동심다중관의 내측부로 전달하는 복수개의 나선형 베인;을 포함하고, 상기 동심다중관 극저온 기화기는, 상기 동심다중관으로 주입된 액화가스가 상기 복수개의 나선형 베인이 전달받은 에틸렌 글리콜 워터의 열에 의해 승온되어 기화가스로 기화되며, 상기 액화가스의 기화에 의해 상기 동심다중관의 외측부의 온도가 상승됨에 따라, 상기 챔버의 내부공간에 주입된 에틸렌 글리콜 워터의 동결이 최소화될 수 있다.As a technical means for achieving the above object, a concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing fruit freezing according to an embodiment of the present invention includes a liquefied gas injection part for injecting liquefied gas, and a device for discharging the vaporized gas to the outside. a chamber each provided with a vaporized gas outlet and an ethylene glycol water injection unit for injecting the resulting ethylene glycol water into the internal space; A concentric multi-tube pipe disposed in the inner space of the chamber in a coil shape and having an inner part in communication with the liquefied gas injection part, a plurality of inner walls, and an outer part facing the inner wall of the chamber; And it is disposed in the inner space of the concentric multiple pipe in a form that connects the inner part, the plurality of inner walls, and the outer part of the concentric multi-tube, so that the liquefied gas injected from the liquefied gas injection part flows from the inner part to the outer part, and ethylene A plurality of helical vanes transmit the heat of the glycol water from the outer part of the concentric multiple tube in contact with the ethylene glycol water to the inner part of the concentric multiple tube, wherein the concentric multitube cryogenic vaporizer is connected to the concentric multiple tube. The injected liquefied gas is heated by the heat of the ethylene glycol water received by the plurality of spiral vanes and is vaporized into vaporized gas. As the temperature of the outer portion of the concentric multi-tube increases due to vaporization of the liquefied gas, the chamber of the chamber Freezing of ethylene glycol water injected into the internal space can be minimized.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 방법으로서 상기 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기를 이용한 열매 동결 방지 방법은, a) 열매인 에틸렌 글리콜 워터가 챔버의 에틸렌 글리콜 워터 주입부를 통해 상기 챔버의 내부공간에 주입되는 단계; b) 액화가스가 상기 챔버의 액화가스 주입부를 통해 동심다중관의 내측부에 주입되는 단계; c) 상기 동심다중관의 내측부에 주입된 액화가스가 복수개의 나선형 베인을 통해 상기 동심다중관의 내측부로부터 복수개의 내벽 및 상기 복수개의 내벽으로부터 상기 동심다중관의 외측부를 향해 유동되는 단계; d) 상기 챔버의 내부공간에 주입된 에틸렌 글리콜 워터의 열이 상기 복수개의 나선형 베인을 통해 동심다중관의 외측부로부터 복수개의 내벽 및 상기 복수개의 내벽으로부터 상기 동심다중관의 내측부를 향해 전달되는 단계; e) 액화가스가 상기 동심다중관의 내측부로부터 외측부를 향해 유동되는동안 상기 복수개의 나선형 베인이 전달받은 에틸렌 글리콜 워터의 열에 의해 승온되어 기화가스로 기화되며, 상기 액화가스의 기화에 의해 상기 동심다중관의 외측부의 온도가 상승됨에 따라, 상기 챔버의 내부공간에 주입된 에틸렌 글리콜 워터의 동결이 최소화되는 단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, as a method to achieve the above object, the method of preventing fruit freezing using a concentric multi-tube cryogenic vaporizer is: a) the ethylene glycol water, which is the fruit, is injected into the chamber through the ethylene glycol water injection part of the chamber; Injecting into the internal space; b) injecting liquefied gas into the inner part of the concentric multi-tube through the liquefied gas injection part of the chamber; c) flowing the liquefied gas injected into the inner portion of the concentric multiple pipe through a plurality of spiral vanes from the inner portion of the concentric multiple pipe toward a plurality of inner walls and from the plurality of inner walls toward an outer portion of the concentric multiple pipe; d) transferring the heat of ethylene glycol water injected into the inner space of the chamber from the outer portion of the concentric multiple pipe to a plurality of inner walls and from the plurality of inner walls to the inner portion of the concentric multiple pipe through the plurality of spiral vanes; e) While the liquefied gas flows from the inner part of the concentric multiple tube toward the outer part, the plurality of spiral vanes are heated by the heat of the ethylene glycol water delivered and are vaporized into vaporized gas, and the concentric multiple tube is vaporized by vaporization of the liquefied gas. As the temperature of the outer part of the tube increases, freezing of the ethylene glycol water injected into the inner space of the chamber is minimized.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 동심다중관의 내측부로부터 외곽부를 향해 이동되는 액화가스가 에틸렌 글리콜 워터에 의해 승온되어 기화가스로 기화됨에 따라 동심다중관의 외곽부 온도가 상승됨으로써, 챔버 내 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 방지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the temperature of the outer part of the concentric multiple tube increases as the liquefied gas moving from the inner part of the concentric multiple tube towards the outer part is heated by ethylene glycol water and vaporized into vaporized gas, thereby increasing the ethylene in the chamber. Freezing of glycol water can be prevented.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기화가스와 챔버 내 에틸렌 글리콜 워터의 열교환을 통해 상기 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 방지하여 챔버 내에서 결빙이 성장되는 것과 이에 의한 열교환기의 기능 상실을 방지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, freezing of the ethylene glycol water is prevented through heat exchange between the vaporized gas and the ethylene glycol water in the chamber, thereby preventing ice growth in the chamber and loss of function of the heat exchanger. .

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

도 1은 종래 열교환기에 구비된 연료공급장치의 기화기(열교환기)를 도시한 단면도이다.
도 2는 종래 열교환기에 구비된 연료공급장치의 기화기(열교환기)를 도시한 외관도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동심다중관 극저온 기화기를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 베인을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동심다중관 극저온 기화기에서의 액화가스 및 에틸렌 글리콜 워터의 온도분포 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동심다중관 극저온 기화기의 온도분포 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 동심다중관이 미구비된 열교환기에서의 액화가스 및 에틸렌 글리콜 워터의 온도분포 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동심다중관 극저온 기화기를 이용한 열매 동결 방지 방법의 과정을 도시한 흐름도이다.
Figure 1 is a cross-sectional view showing a vaporizer (heat exchanger) of a fuel supply device provided in a conventional heat exchanger.
Figure 2 is an external view showing the vaporizer (heat exchanger) of a fuel supply device provided in a conventional heat exchanger.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a concentric multi-tube cryogenic vaporizer according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view showing a spiral vane according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the temperature distribution of liquefied gas and ethylene glycol water in a concentric multi-tube cryogenic vaporizer according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the temperature distribution state of the concentric multi-tube cryogenic vaporizer according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the temperature distribution of liquefied gas and ethylene glycol water in a heat exchanger without concentric multi-tubes.
Figure 8 is a flowchart showing the process of a method for preventing fruit freezing using a concentric multi-tube cryogenic vaporizer according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, since the description of the present invention is only an example for structural or functional explanation, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples described in the text. In other words, since the embodiments can be modified in various ways and can have various forms, the scope of rights of the present invention should be understood to include equivalents that can realize the technical idea. In addition, the purpose or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment must include all or only such effects, so the scope of the present invention should not be understood as limited thereby.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component. When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected to the other component, but that other components may also exist in between. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Meanwhile, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly neighboring" should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “comprise” or “have” refer to the specified features, numbers, steps, operations, components, parts, or them. It is intended to establish the existence of a combination, and should be understood as not excluding in advance the possibility of the existence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein, unless otherwise defined, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with the meaning they have in the context of the related technology, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless clearly defined in the present invention.

동심다중관 극저온 기화기Concentric multi-tube cryogenic vaporizer

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기(100)에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, the concentric multi-tube cryogenic vaporizer 100 for preventing fruit freezing according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동심다중관 극저온 기화기를 도시한 단면도이다.Figure 3 is a cross-sectional view showing a concentric multi-tube cryogenic vaporizer according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동심다중관 극저온 기화기(100)는 액화가스와 열매인 에틸렌 글리콜 워터의 열교환이 이루어짐에 따라, 액화가스는 승온되어 기화가스로 기화되도록 하며, 기화가스의 생성 과정에서 상기 액화가스와 어는점(또는 빙점)이 다른 에틸렌 글리콜 워터를 열교환시킴으로써, 상기 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 3, the concentric multi-tube cryogenic vaporizer 100 according to an embodiment of the present invention allows the liquefied gas to be heated and vaporized into vaporized gas as heat exchange occurs between the liquefied gas and the ethylene glycol water, which is the heat exchanger. By heat-exchanging ethylene glycol water with different freezing points (or freezing points) from the liquefied gas during the generation of vaporized gas, freezing of the ethylene glycol water can be prevented.

일 실시예에서, 에틸렌 글리콜 워터는 에틸렌 글리콜과 물이 혼합된 유체(또는 액체)로서 에틸렌 글리콜과 물의 비율이 50:50이면서 어는점이 -34 ℃이거나, 에틸렌 글리콜과 물의 비율이 60:40이면서 어는점이 -48 ℃일 수 있다.In one embodiment, ethylene glycol water is a fluid (or liquid) that is a mixture of ethylene glycol and water. The ratio of ethylene glycol to water is 50:50 and the freezing point is -34°C, or the ratio of ethylene glycol to water is 60:40 and the freezing point is -34°C. This may be -48°C.

일 실시예에서, 액화가스는 기설정된 온도범위인 -243.15(30 K) ~ -203.15 ℃(70 K)의 냉매로서 액화천연가스와 차이가 존재하는 유체일 수 있으며, 구체적으로는 액화질소 또는 액화수소일 수 있다.In one embodiment, the liquefied gas is a refrigerant in a preset temperature range of -243.15 (30 K) to -203.15 ℃ (70 K), and may be a fluid that is different from liquefied natural gas, and specifically, liquefied nitrogen or liquefied natural gas. It could be hydrogen.

일 실시예에서, 동심다중관 극저온 기화기(100)는 액화가스와 에틸렌 글리콜 워터의 열교환이 발생되는 공간을 제공하는 챔버(110)가 구비된다.In one embodiment, the concentric multi-tube cryogenic vaporizer 100 is provided with a chamber 110 that provides a space where heat exchange between the liquefied gas and ethylene glycol water occurs.

일 실시예에서, 챔버(110)는 상기 액화가스 및 상기 액화가스가 기화될 때 생성되는 기화수소의 유동경로를 제공하는 동심다중관(111)이 구비된다.In one embodiment, the chamber 110 is provided with a concentric multi-pipe 111 that provides a flow path for the liquefied gas and vaporized hydrogen generated when the liquefied gas is vaporized.

일 실시예에서, 챔버(110)는 액화가스를 동심다중관(111)으로 주입하기 위한 액화가스 주입부(112)가 상측으로부터 하측방향을 향해 연장형성되는 유동관으로 구비되며, 상기 동심다중관(111)을 따라 하측방향으로 이동하는 기화가스를 외부로 유출시키기 위한 기화가스 유출부(113)가 하측에 구비된다.In one embodiment, the chamber 110 is provided with a flow pipe in which a liquefied gas injection unit 112 for injecting liquefied gas into the concentric multi-pipe 111 extends from the top to the bottom, and the concentric multi-pipe ( A vaporized gas outlet 113 is provided at the lower side to discharge the vaporized gas moving downward along 111) to the outside.

일 실시예에서, 챔버(110)는 상기 챔버(110)의 상부로부터 상측방향으로 돌출되는 액화가스 주입부(112)의 일부 외주면을 감싸는 형태의 에틸렌 글리콜 워터 주입부(114)가 구비되며, 상기 액화가스 주입부(112)와 에틸렌 글리콜 워터 주입부(114)는 액화가스와 에틸렌 글리콜 워터의 열교환이 발생되는 동심관(또는 이중관)으로 구현될 수 있다.In one embodiment, the chamber 110 is provided with an ethylene glycol water injection portion 114 that surrounds a portion of the outer peripheral surface of the liquefied gas injection portion 112 that protrudes upward from the top of the chamber 110, The liquefied gas injection unit 112 and the ethylene glycol water injection unit 114 may be implemented as concentric pipes (or double pipes) through which heat exchange between the liquefied gas and ethylene glycol water occurs.

이와 같은 구성은, 동심관 구조의 액화가스 주입부(112) 및 에틸렌 글리콜 워터 주입부(114)에서 액화가스와, 상기 액화가스의 열교환 전에 가장 높은 열을 가지면서 가장 빠른 유속 상태의 에틸렌 글리콜 워터를 열교환시킴으로써, 챔버(110)는 에틸렌 글리콜 워터의 동결(Icing)이 방지됨과 동시에 액화가스의 열교환 효율이 극대화될 수 있다.In this configuration, the liquefied gas in the liquefied gas injection unit 112 and the ethylene glycol water injection unit 114 of the concentric tube structure, ethylene glycol water with the highest heat and the fastest flow rate before heat exchange of the liquefied gas. By exchanging heat, the chamber 110 can prevent freezing of the ethylene glycol water and maximize the heat exchange efficiency of the liquefied gas.

또한, 챔버(110)는 액화가스 주입부(112)에서 열교환이 발생되는 것을 기반으로 액화가스의 온도를 상승시킴에 따라, 동심다중관(111)에서 기화가스가 생성되는 효율이 향상되도록 하고, 액화가스와 에틸렌 글리콜 워터간의 열교환 효율 극대화에 따라 상기 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 용이하게 방지할 수 있다.In addition, the chamber 110 increases the temperature of the liquefied gas based on heat exchange occurring in the liquefied gas injection unit 112, thereby improving the efficiency of generating vaporized gas in the concentric multi-tube 111, By maximizing the heat exchange efficiency between the liquefied gas and ethylene glycol water, freezing of the ethylene glycol water can be easily prevented.

일 실시예에서, 챔버(110)는 상기 챔버(110)의 하부로부터 하측방향으로 돌출되는 기화가스 유출부(113)의 일부 외주면을 감싸는 형태의 에틸렌 글리콜 워터 유출부(115)가 구비되며, 상기 기화가스 유출부(113)와 에틸렌 글리콜 워터 유출부(115)는 기화가스와 액화가스에 열을 전달하면서 기화가스에 의해 온도가 상승된 동심다중관의 외측부(111c)와 접촉되는 에틸렌 글리콜 워터의 유출(또는 배출)이 가능한 동심관으로 구현될 수 있다.In one embodiment, the chamber 110 is provided with an ethylene glycol water outlet 115 that surrounds a portion of the outer peripheral surface of the vaporized gas outlet 113 protruding downward from the lower part of the chamber 110, The vaporized gas outlet 113 and the ethylene glycol water outlet 115 transfer heat to the vaporized gas and the liquefied gas, and the ethylene glycol water contacts the outer portion 111c of the concentric multi-tube whose temperature is increased by the vaporized gas. It can be implemented as a concentric pipe capable of outflow (or discharge).

이와 같은 구성은, 에틸렌 글리콜 워터 유출부(115)로 유출되는 에틸렌 글리콜 워터가 기화가스 유출부(113)를 통해 외부로 유출되는 기화가스에 의해 온도가 상승됨에 따라, 외부로 유출되는 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 최소화할 수 있다.In this configuration, as the temperature of the ethylene glycol water flowing out of the ethylene glycol water outlet 115 is increased by the vaporized gas flowing out to the outside through the vaporized gas outlet 113, the ethylene glycol water flowing out to the outside is increased. Freezing can be minimized.

일 실시예에서, 동심다중관(111)은 액화가스 주입부(112) 및 기화가스 유출부(113)와 연통되는 형태로 마련됨으로써, 상기 액화가스 주입부(112)로부터 주입되는 액화가스를 수용하게 되며, 상기 액화가스가 기화되는 것을 통해 생성된 기화가스를 상기 기화가스 유출부(113)로 전달하는 유동경로를 제공하여 상기 기화가스가 외부로 유출되도록 한다.In one embodiment, the concentric multi-pipe 111 is provided in a form in communication with the liquefied gas injection unit 112 and the vaporized gas outlet 113, thereby receiving the liquefied gas injected from the liquefied gas injection unit 112. A flow path is provided to deliver the vaporized gas generated through vaporization of the liquefied gas to the vaporized gas outlet 113, thereby allowing the vaporized gas to flow out to the outside.

일 실시예에서, 동심다중관(111)은 액화가스 주입부(112)와 연통되어 챔버(110)의 중심부와 근접한 내측부(111a)에 우선적으로 액화가스가 주입되며, 상기 액화가스는 후술될 나선형 베인(116)에 의해 상기 동심다중관의 내측부(111a)로부터 동심다중관(111)에 구비된 복수개의 내벽(111b)을 따라 상기 챔버의 내측벽(110a)과 마주보는 외측부(111c)를 향해 유동될 수 있다.In one embodiment, the concentric multi-pipe 111 is in communication with the liquefied gas injection unit 112 and the liquefied gas is preferentially injected into the inner portion 111a close to the center of the chamber 110, and the liquefied gas is formed in a spiral shape to be described later. The vane 116 moves from the inner portion 111a of the concentric multiple pipe 111 toward the outer portion 111c facing the inner wall 110a of the chamber along the plurality of inner walls 111b provided in the concentric multiple pipe 111. It can be fluid.

일 실시예에서, 동심다중관(111)은 복수개의 내벽(111b)이 구비된 코일형상으로 이루어지며, 액화가스의 유동방향은 상기 동심다중관(111)의 코일형상과 동일할 수 있다.In one embodiment, the concentric multiple pipe 111 is formed in a coil shape with a plurality of inner walls 111b, and the flow direction of the liquefied gas may be the same as the coil shape of the concentric multiple pipe 111.

일 실시예에서, 동심다중관(111)은 내면과 일체 형성된 외측부(111c)가 에틸렌 글리콜 워터 주입부(114)를 통해 챔버의 내부공간(110b)에 주입된 에틸렌 글리콜 워터와 접촉하게 됨으로써, 상기 외측부(111c)를 통해 에틸렌 글리콜 워터로부터 열을 전달받게 되며, 전달받은 열을 내부에서 유동하는 액화가스에 전달하여 액화가스와 에틸렌 글리콜 워터간의 열교환이 발생되도록 한다.In one embodiment, the outer portion 111c of the concentric multi-tube 111, which is formed integrally with the inner surface, comes into contact with the ethylene glycol water injected into the inner space 110b of the chamber through the ethylene glycol water injection portion 114. Heat is transferred from the ethylene glycol water through the outer portion 111c, and the received heat is transferred to the liquefied gas flowing inside to enable heat exchange between the liquefied gas and the ethylene glycol water.

일 실시예에서, 챔버(110)는 동심다중관(111) 내에서 액화가스와 에틸렌 글리콜 워터간의 열교환 시간 증가와 동심다중관의 외측부(111c)가 전달받은 에틸렌 글리콜 워터의 열이 복수개의 내벽(111b)을 통해 동심다중관의 내측부(111a)까지 전달되도록 하면서 액화가스가 동심다중관의 내측부(111a)로부터 외측부(111c)를 향해 유동되도록 하기 위해, 상기 동심다중관(111)의 내부공간에 배치되는 나선형 베인(116)이 구비된다.In one embodiment, the chamber 110 increases the heat exchange time between the liquefied gas and ethylene glycol water within the concentric multiple pipe 111, and the heat of the ethylene glycol water received by the outer portion 111c of the concentric multiple pipe 111 is distributed to the plurality of inner walls ( In order to allow the liquefied gas to flow from the inner part (111a) of the concentric multiple pipe towards the outer part (111c) while being delivered to the inner part (111a) of the concentric multiple pipe through 111b), it is supplied to the inner space of the concentric multiple pipe (111). A helical vane 116 is provided.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 베인을 도시한 사시도이다.Figure 4 is a perspective view showing a spiral vane according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 나선형 베인(116)은 동심다중관의 외측부(111c)와 상기 외측부(111c)보다 내측부(111a)에 근접한 내벽(111b) 및 동심다중관의 내벽(111b)과 상기 내벽(111b)보다 상기 내측부(111a)에 근접한 내벽(111b)을 연결하는 형태로 동심다중관(111)의 내부공간에 배치됨으로써, 동심다중관의 외측부(111c)가 전달받은 에틸렌 글리콜 워터의 열을 동심다중관의 내측부(111a)까지 전달되도록 한다.Referring to FIG. 4, the spiral vane 116 has an outer portion 111c of the concentric multiple pipe, an inner wall 111b closer to the inner portion 111a than the outer portion 111c, and an inner wall 111b of the concentric multiple pipe and the inner wall ( By being disposed in the inner space of the concentric multiple pipe 111 in a form that connects the inner wall 111b closer to the inner portion 111a than 111b), the heat of the ethylene glycol water received by the outer portion 111c of the concentric multiple pipe is concentrically distributed. Ensure that it is delivered to the inner part (111a) of the multi-tube.

일 실시예에서, 나선형 베인(116)은 동심다중관의 외측부(111c)가 전달받은 에틸렌 글리콜 워터의 열을 동심다중관의 내측부(111a)까지 전달되도록 복수개로 마련되는 것이 바람직하다.In one embodiment, the spiral vanes 116 are preferably provided in plural numbers so that the heat of the ethylene glycol water received by the outer portion 111c of the concentric multiple pipe is transmitted to the inner portion 111a of the concentric multiple pipe.

일 실시예에서, 복수개의 나선형 베인(116)은 복수개의 제1 나선형 베인(116a) 및 제2 나선형 베인(116b)와 제3 나선형 베인(116c)으로 구성될 수 있다.In one embodiment, the plurality of helical vanes 116 may be composed of a plurality of first helical vanes 116a, second helical vanes 116b, and third helical vanes 116c.

일 실시예에서, 복수개의 제1 나선형 베인(116a)은 동심다중관의 외측부(111c)와 상기 외측부(111c)보다 내측부(111a)에 근접한 내벽(111b)을 연결하여 에틸렌 글리콜 워터의 열을 상기 내벽(111b)에 전달할 수 있다.In one embodiment, the plurality of first spiral vanes 116a connect the outer part 111c of the concentric multi-pipe and the inner wall 111b, which is closer to the inner part 111a than the outer part 111c, to heat the ethylene glycol water. It can be transmitted to the inner wall (111b).

일 실시예에서, 복수개의 제2 나선형 베인(116b)은 제1 나선형 베인(116a)을 통해 에틸렌 글리콜 워터의 열을 전달받은 동심다중관의 내벽(111b)과 상기 내벽(111b)보다 상기 내측부(111a)에 근접한 내벽(111b)을 연결하여 에틸렌 글리콜 워터의 열을 상기 내벽(111b)에 전달할 수 있다.In one embodiment, the plurality of second spiral vanes (116b) are formed on the inner wall (111b) of the concentric multi-tube, which receives the heat of the ethylene glycol water through the first spiral vane (116a), and on the inner side (111b) of the inner wall (111b). By connecting the inner wall 111b adjacent to 111a), the heat of ethylene glycol water can be transferred to the inner wall 111b.

일 실시예에서, 제3 나선형 베인(116c)은 제2 나선형 베인(116b)을 통해 열을 전달받은 동심다중관의 내벽(111b)과 근접한 동심다중관의 내측부(111a)에 설치됨으로써, 에틸렌 글리콜 워터의 열을 상기 내측부(111a)에 전달할 수 있다.In one embodiment, the third helical vane (116c) is installed on the inner portion (111a) of the concentric multiple pipe adjacent to the inner wall (111b) of the concentric multiple pipe that receives heat through the second helical vane (116b), thereby producing ethylene glycol. The heat of water can be transferred to the inner part 111a.

일 실시예에서, 복수개의 나선형 베인(116)은 내측부(111a)에 설치된 제3 나선형 베인(116c)을 제외한 나머지인 제1 나선형 베인(116a)이 동심다중관의 외측부(111c)와 상기 외측부(111c)보다 내측부(111a)에 근접한 내벽(111b) 상에 용접되어 틈이 없도록 결합될 수 있고, 제2 나선형 베인(116b)이 제1 나선형 베인(116a)을 통해 에틸렌 글리콜 워터의 열을 전달받은 동심다중관의 내벽(111b)과 상기 내벽(111b)보다 상기 내측부(111a)에 근접한 내벽(111b) 상에 용접되어 틈이 없도록 결합될 수 있다.In one embodiment, the plurality of helical vanes 116, excluding the third helical vane 116c installed on the inner part 111a, the remaining first helical vanes 116a are connected to the outer part 111c of the concentric multi-pipe and the outer part ( It can be welded on the inner wall 111b, which is closer to the inner part 111a than 111c, so that there is no gap, and the second helical vane 116b receives the heat of the ethylene glycol water through the first helical vane 116a. The inner wall 111b of the concentric multi-pipe can be welded on the inner wall 111b closer to the inner part 111a than the inner wall 111b so that there is no gap.

일 실시예에서, 제1, 2 나선형 베인(116a, 116b)은 용접을 통해 결합된 동심다중관의 내벽(111b) 및 외측부(111c) 상에 틈이 없게 밀착되도록, 도 3에 도시된 동심다중관 극저온 기화기(100)를 기준으로, 동심다중관의 외측부(111c) 및 상기 동심다중관의 외측부(111c)와 근접한 내벽(111b)과 동심다중관의 내벽(111b)간 직경과 동일하게 수평방향(또는 가로방향)으로의 베인의 길이가 형성되도록 제조될 수 있다.In one embodiment, the first and second helical vanes 116a and 116b are concentric multiple pipes shown in FIG. 3 so as to be in close contact with the inner wall 111b and the outer portion 111c of the concentric multiple pipes joined through welding without any gap. Based on the pipe cryogenic vaporizer 100, the horizontal direction is equal to the diameter between the outer portion 111c of the concentric multiple pipe and the inner wall 111b adjacent to the outer portion 111c of the concentric multiple pipe and the inner wall 111b of the concentric multiple pipe. It can be manufactured so that the length of the vane in the (or transverse direction) is formed.

일 실시예에서, 제1, 2 나선형 베인(116a, 116b)은 동심다중관의 내벽(111b) 및 외측부(111c) 상에 틈이 없도록 결합될 수 있게 제조됨에 따라, 상기 제1, 2 나선형 베인(116a, 116b)에 결합된 동심다중관의 내벽(111b) 및 외측부(111c)로 유입된 액화가스가 동심다중관의 내측부(111a)로 역류되는 것을 방지할 수 있다.In one embodiment, the first and second helical vanes (116a, 116b) are manufactured so that they can be coupled without gaps on the inner wall (111b) and the outer portion (111c) of the concentric multi-pipe. It is possible to prevent liquefied gas flowing into the inner wall (111b) and outer portion (111c) of the concentric multiple pipe coupled to (116a, 116b) from flowing back into the inner portion (111a) of the concentric multiple pipe.

일 실시예에서, 제1, 2 나선형 베인(116a, 116b)이 액화가스의 역류를 방지하는 것은 액화가스가 동심다중관의 내측부(111a)로부터 동심다중관의 내벽(111b)을 따라 동심다중관의 외측부(111c)를 향해 유동될 때 내측부(111a)의 유동 방향인 하측 방향으로부터 유동 방향이 상측방향으로 역전 및 상측방향으로 역전된 후 하측방향으로 재차 변경되면서 액화가스가 동심다중관(111) 내에서 사방으로 퍼지게 될 때 상기 동심다중관의 내측부(111a)로 역류하게 되는 액화가스의 역류를 방지하는 것을 의미한다.In one embodiment, the first and second spiral vanes (116a, 116b) prevent backflow of the liquefied gas by flowing the liquefied gas from the inner portion (111a) of the concentric multiple pipe along the inner wall (111b) of the concentric multiple pipe. When flowing toward the outer portion (111c) of the inner portion (111a), the flow direction is reversed from the lower direction, which is the flow direction of the inner portion (111a), and then reversed upward, and then changed again to the lower direction, and the liquefied gas concentric multi-pipe (111). This means preventing the backflow of liquefied gas, which flows back into the inner part (111a) of the concentric multi-pipe when it spreads in all directions within.

일 실시예에서, 제1, 2 나선형 베인(116a, 116b)은 동심다중관의 내벽(111b) 및 외측부(111c) 상에 결합됨에 따라, 유동을 유도하는 액화가스에 에틸렌 글리콜 워터의 열을 전달하는 열전달 효율이 극대화될 수 있다.In one embodiment, the first and second spiral vanes (116a, 116b) are coupled to the inner wall (111b) and the outer portion (111c) of the concentric multi-pipe, thereby transferring heat of the ethylene glycol water to the liquefied gas that induces flow. Heat transfer efficiency can be maximized.

일 실시예에서, 제3 나선형 베인(116c)은 도 3에 도시된 동심다중관 극저온 기화기(100)를 기준으로, 제2 나선형 베인(116b)을 통해 열을 전달받은 동심다중관의 내벽(111b)과 근접한 동심다중관의 내측부(111a)의 반경(또는 반지름)보다 수평방향으로의 베인의 길이가 짧게 형성될 수 있다.In one embodiment, the third spiral vane (116c) is an inner wall (111b) of the concentric multiple tube that receives heat through the second spiral vane (116b), based on the concentric multiple tube cryogenic vaporizer 100 shown in Figure 3. ) The length of the vane in the horizontal direction may be formed shorter than the radius (or radius) of the inner portion 111a of the concentric multi-pipe adjacent to ).

일 실시예에서, 제3 나선형 베인(116c)이 동심다중관의 내측부(111a)의 반경보다 짧게 형성되는 것은 액화가스 주입부(112)를 통해 상기 동심다중관의 내측부(111a)로 주입된 액화가스의 유동을 방해하여 상기 동심다중관의 내측부(111a)가 막히는 것을 방지하기 위함이다.In one embodiment, the third helical vane (116c) is formed shorter than the radius of the inner part (111a) of the concentric multi-pipe because of the liquefied gas injected into the inner part (111a) of the concentric multi-pipe through the liquefied gas injection unit 112. This is to prevent the inner portion 111a of the concentric multi-tube from being blocked by interfering with the flow of gas.

이와 같은 구성은, 액화가스 주입부(112)로부터 동심다중관의 내측부(111a)로 주입되는 액화가스가 동심다중관의 내벽(111b) 및 외측부(111c)로 유동되는 액화가스와 비교하여 온도는 낮으면서 유량이 많은 상태이기 때문에, 상기 동심다중관의 내측부(111a)가 액화가스에 의해 막히는 것을 방지하기 위함이다.In this configuration, the temperature of the liquefied gas injected from the liquefied gas injection unit 112 into the inner portion 111a of the concentric multiple pipe is lower than that of the liquefied gas flowing to the inner wall 111b and the outer portion 111c of the concentric multiple pipe. Since the flow rate is low and the flow rate is high, this is to prevent the inner portion 111a of the concentric multi-pipe from being blocked by liquefied gas.

일 실시예에서, 제3 나선형 베인(116c)이 동심다중관의 내측부(111a)의 반경보다 짧게 형성되는 것은 상기 동심다중관의 내측부(111a)로 주입되는 액화가스의 온도가 낮으면서 유량이 많은 상태임에 따라 상기 액화가스에 에틸렌 글리콜 워터의 열전달량이 적게 되기 때문에, 상기 동심다중관의 내측부(111a) 상에서 액화가스의 소용돌이(swirl) 유동만 발생시키도록 하기 위함이다.In one embodiment, the third helical vane (116c) is formed shorter than the radius of the inner portion (111a) of the concentric multiple pipe because the temperature of the liquefied gas injected into the inner portion (111a) of the concentric multiple pipe is low and the flow rate is high. Since the amount of heat transfer of ethylene glycol water to the liquefied gas decreases depending on the state, this is to generate only a swirl flow of the liquefied gas on the inner portion 111a of the concentric multi-tube.

일 실시예에서, 동심다중관(111) 및 나선형 베인(116)은 유동관인 에틸렌 글리콜 워터 주입부(114)를 기준으로 회전체로 구성되어 액화가스의 전열면적 증대를 구현할 수 있다.In one embodiment, the concentric multi-tube 111 and the spiral vane 116 are configured as a rotating body based on the ethylene glycol water injection unit 114, which is a flow pipe, to increase the heat transfer area of the liquefied gas.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동심다중관 극저온 기화기에서의 액화가스 및 에틸렌 글리콜 워터의 온도분포 상태를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동심다중관 극저온 기화기의 온도분포 상태를 도시한 도면이고, 도 7은 동심다중관이 미구비된 열교환기에서의 액화가스 및 에틸렌 글리콜 워터의 온도분포 상태를 도시한 도면이다. Figure 5 is a diagram showing the temperature distribution state of liquefied gas and ethylene glycol water in a concentric multi-tube cryogenic vaporizer according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a concentric multi-tube cryogenic vaporizer according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the temperature distribution state, and Figure 7 is a diagram showing the temperature distribution state of liquefied gas and ethylene glycol water in a heat exchanger not equipped with a concentric multi-tube.

도 5를 참조하면, 동심다중관 극저온 기화기(100)는 액화가스가 동심다중관의 내측부(111a)로부터 내벽(111b)을 따라 동심다중관의 외측부(111c)에 도달하게 될 때, 상기 동심다중관의 외측부(111c)가 챔버의 내부공간(110b)에 저장된 에틸렌 글리콜 워터로부터 전달받은 열을 상기 액화가스에 전달함으로써, 상기 액화가스가 승온되어 기화가스로 기화될 수 있다.Referring to FIG. 5, the concentric multiple tube cryogenic vaporizer 100 operates when the liquefied gas reaches the outer part (111c) of the concentric multiple tube along the inner wall (111b) from the inner part (111a) of the concentric multiple tube. The outer portion 111c of the tube transfers the heat received from the ethylene glycol water stored in the internal space 110b of the chamber to the liquefied gas, so that the liquefied gas can be heated and vaporized into a vaporized gas.

이와 같은 구성은, 동심다중관의 외측부(111c)가 기화가스 및 에틸렌 글리콜 워터의 열교환이 이루어지도록 함으로써, 도 6에 도시된 바와 같이 에틸렌 글리콜 워터가 동심다중관의 내측부(111a)보다 상대적으로 온도가 높은 동심다중관의 외측부(111c)와 접촉되도록 하여, 상기 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 방지할 수 있다.This configuration allows heat exchange between the vaporized gas and ethylene glycol water in the outer portion (111c) of the concentric multiple pipe, so that the temperature of the ethylene glycol water is relatively lower than that of the inner portion (111a) of the concentric multiple pipe, as shown in FIG. By bringing it into contact with the outer portion 111c of the high concentric multi-tube, freezing of the ethylene glycol water can be prevented.

도 7을 참조하면, 동심다중관(111)이 미구비된 열교환기(200)의 경우, 액화가스가 별도의 열전달 과정없이 챔버(210) 내 구비된 관(220)의 측벽을 경계로 하여 에틸렌 글리콜 워터와 바로 열교환됨으로써, 액화가스는 에틸렌 글리콜 워터로부터 전달받는 열량이 본 발명의 일 실시예에 따른 동심다중관 극저온 기화기(100)보다 상대적으로 적게 됨에 따라, 기화가스로 승온되는 온도가 낮아지게 됨과 동시에 에틸렌 글리콜 워터는 동결될 가능성이 높아지게 된다.Referring to FIG. 7, in the case of the heat exchanger 200 not equipped with the concentric multi-tube 111, the liquefied gas is ethylene using the side wall of the tube 220 provided in the chamber 210 as a boundary without a separate heat transfer process. By directly exchanging heat with glycol water, the amount of heat transferred from the liquefied gas to the ethylene glycol water becomes relatively smaller than that of the concentric multi-tube cryogenic vaporizer 100 according to an embodiment of the present invention, thereby lowering the temperature raised by the vaporized gas. At the same time, the ethylene glycol water is more likely to freeze.

이에 따라, 동심다중관 극저온 기화기(100)는 동심다중관 미구비된 열교환기와 비교하여 상대적으로 온도가 높은 기화가스의 생성과 챔버(110) 내 에틸렌 글리콜 워터의 동결 발생 확률을 최소화하는 효과가 있다.Accordingly, the concentric multi-tube cryogenic vaporizer 100 has the effect of minimizing the generation of vaporized gas with a relatively high temperature and the probability of freezing of ethylene glycol water in the chamber 110 compared to a heat exchanger without a concentric multi-tube. .

열매 동결 방지 방법How to prevent fruit from freezing

이하에서는, 상기 동심다중관 극저온 기화기(100)를 이용한 열매 동결 방지 방법(S100)에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, the method (S100) for preventing fruit freezing using the concentric multi-tube cryogenic vaporizer (100) will be described in detail.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동심다중관 극저온 기화기를 이용한 열매 동결 방지 방법의 과정을 도시한 흐름도이다.Figure 8 is a flowchart showing the process of a method for preventing fruit freezing using a concentric multi-tube cryogenic vaporizer according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 열매 동결 방지 방법(S100)은 에틸렌 글리콜 워터 주입 단계(S110), 액화가스 주입 단계(S120), 액화가스 유동 단계(S130), 열 전달 단계(S140), 액화가스 기화 및 동심다중관 온도 상승 단계(S150)를 포함한다.Referring to Figure 8, the method for preventing fruit freezing (S100) includes an ethylene glycol water injection step (S110), a liquefied gas injection step (S120), a liquefied gas flow step (S130), a heat transfer step (S140), liquefied gas vaporization, and It includes a concentric multi-tube temperature raising step (S150).

에틸렌 글리콜 워터 주입 단계(S110)에서, 에틸렌 글리콜 워터는 에틸렌 글리콜 워터 주입부(114)를 통해 챔버의 내부공간(110b)으로 주입될 수 있다.In the ethylene glycol water injection step (S110), ethylene glycol water may be injected into the internal space 110b of the chamber through the ethylene glycol water injection unit 114.

이때, 동심다중관 극저온 기화기(100)는 에틸렌 글리콜 워터를 에틸렌 글리콜 워터 주입부(114)에 주입시키기 위한 수단이 구비되는 것이 바람직하다.At this time, the concentric multi-tube cryogenic vaporizer 100 is preferably provided with a means for injecting ethylene glycol water into the ethylene glycol water injection unit 114.

액화가스 주입 단계(S120)에서, 액화가스는 액화가스 주입부(112)를 통해 동심다중관(111)에 주입되며, 보다 구체적으로는 동심다중관의 내측부(111a)에 주입될 수 있다.In the liquefied gas injection step (S120), the liquefied gas may be injected into the concentric multiple pipe 111 through the liquefied gas injection unit 112, and more specifically, may be injected into the inner portion 111a of the concentric multiple pipe.

이때, 동심다중관 극저온 기화기(100)는 액화가스를 액화가스 주입부(112)에 주입시키기 위한 수단이 구비되는 것이 바람직하다.At this time, the concentric multi-tube cryogenic vaporizer 100 is preferably provided with a means for injecting the liquefied gas into the liquefied gas injection unit 112.

또한, 에틸렌 글리콜 워터 주입 단계(S110)와 액화가스 주입 단계(S120)는 시간 차를 두어 진행될 수 있으나 공정 시간의 단축을 위해 동시에 진행될 수도 있다.In addition, the ethylene glycol water injection step (S110) and the liquefied gas injection step (S120) may be performed with a time difference, but may be performed simultaneously to shorten the process time.

액화가스 유동 단계(S130)에서, 액화가스는 동심다중관의 내측부(111a)로부터 제1, 2, 3 나선형 베인(116a, 116b, 116c)을 통해 복수개의 내벽(111b) 및 상기 복수개의 내벽(111b)로부터 동심다중관의 외측부(111c)를 향해 유동될 수 있다.In the liquefied gas flow step (S130), the liquefied gas flows from the inner portion 111a of the concentric multi-pipe through the first, second, and third spiral vanes 116a, 116b, and 116c to a plurality of inner walls 111b and the plurality of inner walls ( It can flow from 111b) toward the outer portion 111c of the concentric multi-pipe.

열 전달 단계(S140)에서, 챔버의 내부공간(110b)에 주입된 에틸렌 글리콜 워터의 열이 제1, 2, 3 나선형 베인(116a, 116b, 116c)을 통해 동심다중관의 외측부(111c)로부터 복수개의 내벽(111b) 및 상기 복수개의 내벽(111b)로부터 동심다중관의 내측부(111a)를 향해 전달될 수 있다.In the heat transfer step (S140), the heat of the ethylene glycol water injected into the inner space (110b) of the chamber is transferred from the outer portion (111c) of the concentric multi-pipe through the first, second, and third spiral vanes (116a, 116b, and 116c). It may be transmitted from a plurality of inner walls 111b to the inner portion 111a of the concentric multi-tube.

이때, 액화가스 유동 단계(S130)와 열 전달 단계(S140)는 동심다중관(111) 내 액화가스의 기화를 위해 동시에 진행되는 것이 바람직하다.At this time, the liquefied gas flow step (S130) and the heat transfer step (S140) are preferably performed simultaneously for vaporization of the liquefied gas in the concentric multi-tube (111).

액화가스 기화 및 동심다중관 온도 상승 단계(S150)에서, 액화가스는 동심다중관의 내측부(111a)로부터 외측부(111c)를 향해 유동되는동안 제1, 2, 3 나선형 베인(116a, 116b, 116c)이 전달받은 에틸렌 글리콜 워터의 열에 의해 승온되어 기화가스로 기화되며, 액화가스의 기화에 의해 동심다중관의 외측부(111c)의 온도가 상승됨에 따라, 챔버의 내부공간(111b)에 주입된 에틸렌 글리콜 워터의 동결이 최소화될 수 있다.In the liquefied gas vaporization and concentric multi-tube temperature raising step (S150), the liquefied gas flows from the inner part (111a) of the concentric multi-tube towards the outer part (111c) while the first, second, and third spiral vanes (116a, 116b, 116c) ) is heated by the heat of the delivered ethylene glycol water and is vaporized into vaporized gas. As the temperature of the outer portion (111c) of the concentric multi-tube increases due to vaporization of the liquefied gas, the ethylene injected into the inner space (111b) of the chamber Freezing of glycol water can be minimized.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.A detailed description of preferred embodiments of the invention disclosed above is provided to enable any person skilled in the art to make or practice the invention. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, a person skilled in the art may use each configuration described in the above-described embodiments by combining them with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the technical spirit and essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit reference relationship in the patent claims can be combined to form an embodiment or included as a new claim through amendment after filing.

100: 동심다중관 극저온 기화기, 110: 챔버,
110a: 챔버의 내측벽, 110b: 챔버의 내부공간,
111: 동심다중관, 111a: 동심다중관의 내측부,
111b: 내벽, 111c: 동심다중관의 외측부,
112: 액화가스 주입부, 113: 기화가스 유출부,
114: 에틸렌 글리콜 워터 주입부, 115: 에틸렌 글리콜 워터 유출부,
116: 나선형 베인, 116a: 제1 나선형 베인,
116b: 제2 나선형 베인, 116c: 제3 나선형 베인.
100: concentric multi-tube cryogenic vaporizer, 110: chamber,
110a: inner wall of the chamber, 110b: inner space of the chamber,
111: concentric multiple pipe, 111a: inner part of concentric multiple pipe,
111b: inner wall, 111c: outer part of concentric multi-tube,
112: liquefied gas injection part, 113: vaporized gas outlet part,
114: ethylene glycol water inlet, 115: ethylene glycol water outlet,
116: helical vane, 116a: first helical vane,
116b: second helical vane, 116c: third helical vane.

Claims (10)

동심다중관 극저온 기화기에 있어서,
액화가스를 주입하기 위한 액화가스 주입부와, 기화가스를 외부로 유출시키기 위한 기화가스 유출부와, 열매인 에틸렌 글리콜 워터를 내부공간에 주입하기 위한 에틸렌 글리콜 워터 주입부가 각각 구비된 챔버;
코일형상으로서 상기 챔버의 내부공간 상에 배치되며, 상기 액화가스 주입부와 연통되는 내측부와, 복수개의 내벽과, 상기 챔버의 내측벽과 마주보는 외측부가 구비되는 동심다중관; 및
상기 동심다중관의 내측부, 복수개의 내벽 및 외측부를 연결하는 형태로 상기 동심다중관의 내부공간에 배치되어, 상기 액화가스 주입부로부터 주입된 액화가스가 내측부로부터 외측부를 향해 유동되도록 하며, 에틸렌 글리콜 워터의 열을 상기 에틸렌 글리콜 워터와 접촉되는 상기 동심다중관의 외측부로부터 상기 동심다중관의 내측부로 전달하는 복수개의 나선형 베인;을 포함하고,
상기 동심다중관 극저온 기화기는,
상기 동심다중관으로 주입된 액화가스가 상기 복수개의 나선형 베인이 전달받은 에틸렌 글리콜 워터의 열에 의해 승온되어 기화가스로 기화되며, 상기 액화가스의 기화에 의해 상기 동심다중관의 외측부의 온도가 상승됨에 따라, 상기 챔버의 내부공간에 주입된 에틸렌 글리콜 워터의 동결이 최소화되고,
상기 에틸렌 글리콜 워터는,
에틸렌 글리콜과 물의 비율이 50:50이면서 어는 점이 -34 ℃이거나, 에틸렌 글리콜과 물의 비율이 60:40이면서 어는점이 -48 ℃이고,
상기 챔버는,
상기 에틸렌 글리콜 워터 주입부가 상기 액화가스 주입부의 일부 외주면을 감싸는 형태로 구비되어, 상기 액화가스 주입부와 에틸렌 글리콜 워터 주입부가 동심관으로 구현됨으로써, 상기 액화가스 주입부와 상기 에틸렌 글리콜 워터 주입부에서 액화가스와 에틸렌 글리콜 워터의 열교환이 이루어져 상기 액화가스의 온도 상승 및 상기 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 방지하며,
상기 액화가스 주입부를 통해 상기 동심다중관에 주입된 액화가스에 열을 전달하면서 기화가스에 의해 온도가 상승된 동심다중관의 외측부와 접촉되는 에틸렌 글리콜 워터를 외부로 유출시키기 위한 에틸렌 글리콜 워터 유출부가 구비되고,
상기 에틸렌 글리콜 워터 유출부가 상기 기화가스 유출부의 일부 외주면을 감싸는 형태로 구비되어, 상기 기화가스 유출부와 에틸렌 글리콜 워터 유출부가 동심관으로 구현됨으로써, 상기 기화가스 유출부와 상기 에틸렌 글리콜 워터 유출부에서 기화가스와 에틸렌 글리콜 워터의 열교환이 이루어져 상기 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 최소화하는 것을 특징으로 하는 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기.
In the concentric multi-tube cryogenic vaporizer,
A chamber each provided with a liquefied gas injection part for injecting liquefied gas, a vaporized gas outlet for discharging the vaporized gas to the outside, and an ethylene glycol water injection portion for injecting the fruit, ethylene glycol water, into the internal space;
A concentric multi-tube pipe disposed in the inner space of the chamber in a coil shape and having an inner part in communication with the liquefied gas injection part, a plurality of inner walls, and an outer part facing the inner wall of the chamber; and
It is disposed in the inner space of the concentric multiple pipe in a form that connects the inner portion, the plurality of inner walls, and the outer portion of the concentric multiple pipe, so that the liquefied gas injected from the liquefied gas injection portion flows from the inner portion to the outer portion, and ethylene glycol It includes a plurality of spiral vanes that transfer the heat of the water from the outer portion of the concentric multiple pipe, which is in contact with the ethylene glycol water, to the inner portion of the concentric multiple pipe,
The concentric multi-tube cryogenic vaporizer,
The liquefied gas injected into the concentric multiple pipe is heated by the heat of the ethylene glycol water received by the plurality of spiral vanes and is vaporized into a vaporized gas, and the temperature of the outer portion of the concentric multiple pipe is increased by vaporization of the liquefied gas. Accordingly, freezing of ethylene glycol water injected into the inner space of the chamber is minimized,
The ethylene glycol water,
The ratio of ethylene glycol to water is 50:50 and the freezing point is -34 ℃, or the ratio of ethylene glycol to water is 60:40 and the freezing point is -48 ℃,
The chamber is,
The ethylene glycol water injection unit is provided in a form that surrounds a portion of the outer peripheral surface of the liquefied gas injection unit, so that the liquefied gas injection unit and the ethylene glycol water injection unit are implemented as concentric pipes, so that the liquefied gas injection unit and the ethylene glycol water injection unit Heat exchange between the liquefied gas and ethylene glycol water prevents the temperature of the liquefied gas from increasing and the ethylene glycol water from freezing.
An ethylene glycol water outlet is provided to transfer heat to the liquefied gas injected into the concentric multi-tube through the liquefied gas injection unit and to outflow the ethylene glycol water that is in contact with the outer portion of the concentric multi-tube, the temperature of which is raised by the vaporized gas. It is equipped,
The ethylene glycol water outlet is provided in a form that surrounds a portion of the outer peripheral surface of the vaporized gas outlet, so that the vaporized gas outlet and the ethylene glycol water outlet are implemented as concentric pipes, so that the vaporized gas outlet and the ethylene glycol water outlet are A concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing fruit freezing, characterized in that heat exchange between vaporized gas and ethylene glycol water is performed to minimize freezing of the ethylene glycol water.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 액화가스는,
-243.15~-203.15 ℃의 액화질소 또는 액화수소인 것을 특징으로 하는 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기.
According to claim 1,
The liquefied gas,
A concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing fruit freezing, characterized in that it is liquid nitrogen or liquid hydrogen at -243.15 to -203.15 ℃.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 나선형 베인은,
상기 동심다중관의 외측부 및 상기 외측부보다 상기 동심다중관의 내측부에 근접한 내벽을 연결하여 에틸렌 글리콜 워터의 열을 상기 내벽에 전달하는 복수개의 제1 나선형 베인;
상기 제1 나선형 베인을 통해 에틸렌 글리콜 워터의 열을 전달받은 동심다중관의 내벽과 상기 내벽보다 상기 동심다중관의 내측부에 근접한 내벽을 연결하여 에틸렌 글리콜 워터의 열을 상기 내벽에 전달하는 복수개의 제2 나선형 베인; 및
상기 제2 나선형 베인을 통해 에틸렌 글리콜 워터의 열을 전달받은 동심다중관의 내벽과 근접한 상기 동심다중관의 내측부에 설치되어 에틸렌 글리콜 워터의 열을 상기 동심다중관의 내측부에 전달하는 제3 나선형 베인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기.
According to claim 1,
The plurality of spiral vanes are,
a plurality of first spiral vanes connecting the outer portion of the concentric multiple pipe and an inner wall closer to the inner portion of the concentric multiple pipe than the outer portion to transfer heat of ethylene glycol water to the inner wall;
A plurality of agents that connect the inner wall of the concentric multiple pipe that receives the heat of the ethylene glycol water through the first spiral vane and the inner wall that is closer to the inner side of the concentric multiple pipe than the inner wall to transfer the heat of the ethylene glycol water to the inner wall. 2 spiral vanes; and
A third spiral vane is installed on the inner side of the concentric multiple pipe adjacent to the inner wall of the concentric multiple pipe that receives the heat of the ethylene glycol water through the second spiral vane and transmits the heat of the ethylene glycol water to the inner side of the concentric multiple pipe. A concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing fruit freezing, comprising:
제 6 항에 있어서,
상기 복수개의 제1, 2 나선형 베인은,
상기 동심다중관의 내벽 및 외측부로 유입된 액화가스가 상기 동심다중관의 내측부로 역류되는 것을 방지하기 위해, 상기 동심다중관의 외측부와 내벽 및 상기 동심다중관의 내벽간 직경과 동일하게 수평방향으로의 베인의 길이가 형성되는 것을 특징으로 하는 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기.
According to claim 6,
The plurality of first and second spiral vanes are,
In order to prevent the liquefied gas flowing into the inner wall and outer portion of the concentric multiple pipe from flowing back into the inner portion of the concentric multiple pipe, the horizontal direction is equal to the diameter between the outer portion and inner wall of the concentric multiple pipe and the inner wall of the concentric multiple pipe. A concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing fruit freezing, characterized in that the length of the vane is formed.
제 6 항에 있어서,
상기 제3 나선형 베인은,
상기 동심다중관의 내측부로 주입된 액화가스의 유동을 방해하여 상기 동심다중관의 내측부가 막히는 것을 방지하기 위해, 상기 동심다중관의 내측부의 반경보다 수평방향으로의 베인의 길이가 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기.
According to claim 6,
The third helical vane is,
In order to prevent the inner portion of the concentric multiple pipe from being blocked by interfering with the flow of liquefied gas injected into the inner portion of the concentric multiple pipe, the length of the vane in the horizontal direction is formed shorter than the radius of the inner portion of the concentric multiple pipe. Features a concentric multi-tube cryogenic vaporizer to prevent fruit freezing.
제 1 항에 있어서,
상기 동심다중관 및 나선형 베인은,
상기 에틸렌 글리콜 워터 주입부를 기준으로 회전체로 구성되어 액화가스의 전열면적 확대를 구현하는 것을 특징으로 하는 열매 동결 방지를 위한 동심다중관 극저온 기화기.
According to claim 1,
The concentric multi-pipe and spiral vane are,
A concentric multi-tube cryogenic vaporizer for preventing fruit freezing, comprising a rotating body based on the ethylene glycol water injection unit to expand the heat transfer area of the liquefied gas.
동심다중관 극저온 기화기를 이용한 열매 동결 방지 방법에 있어서,
a) 열매인 에틸렌 글리콜 워터가 챔버의 에틸렌 글리콜 워터 주입부를 통해 상기 챔버의 내부공간에 주입되는 단계;
b) 액화가스가 상기 챔버의 액화가스 주입부를 통해 동심다중관의 내측부에 주입되는 단계;
c) 상기 동심다중관의 내측부에 주입된 액화가스가 복수개의 나선형 베인을 통해 상기 동심다중관의 내측부로부터 복수개의 내벽 및 상기 복수개의 내벽으로부터 상기 동심다중관의 외측부를 향해 유동되는 단계;
d) 상기 챔버의 내부공간에 주입된 에틸렌 글리콜 워터의 열이 상기 복수개의 나선형 베인을 통해 동심다중관의 외측부로부터 복수개의 내벽 및 상기 복수개의 내벽으로부터 상기 동심다중관의 내측부를 향해 전달되는 단계;
e) 액화가스가 상기 동심다중관의 내측부로부터 외측부를 향해 유동되는동안 상기 복수개의 나선형 베인이 전달받은 에틸렌 글리콜 워터의 열에 의해 승온되어 기화가스로 기화되며, 상기 액화가스의 기화에 의해 상기 동심다중관의 외측부의 온도가 상승됨에 따라, 상기 챔버의 내부공간에 주입된 에틸렌 글리콜 워터의 동결이 최소화되는 단계;를 포함하고,
상기 에틸렌 글리콜 워터는,
에틸렌 글리콜과 물의 비율이 50:50이면서 어는 점이 -34 ℃이거나, 에틸렌 글리콜과 물의 비율이 60:40이면서 어는점이 -48 ℃이고,
상기 챔버는,
상기 에틸렌 글리콜 워터 주입부가 상기 액화가스 주입부의 일부 외주면을 감싸는 형태로 구비되어, 상기 액화가스 주입부와 에틸렌 글리콜 워터 주입부가 동심관으로 구현됨으로써, 상기 액화가스 주입부와 상기 에틸렌 글리콜 워터 주입부에서 액화가스와 에틸렌 글리콜 워터의 열교환이 이루어져 상기 액화가스의 온도 상승 및 상기 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 방지하며,
상기 액화가스 주입부를 통해 상기 동심다중관에 주입된 액화가스에 열을 전달하면서 기화가스에 의해 온도가 상승된 동심다중관의 외측부와 접촉되는 에틸렌 글리콜 워터를 외부로 유출시키기 위한 에틸렌 글리콜 워터 유출부가 구비되고,
상기 에틸렌 글리콜 워터 유출부가 기화가스 유출부의 일부 외주면을 감싸는 형태로 구비되어, 상기 기화가스 유출부와 에틸렌 글리콜 워터 유출부가 동심관으로 구현됨으로써, 상기 기화가스 유출부와 상기 에틸렌 글리콜 워터 유출부에서 기화가스와 에틸렌 글리콜 워터의 열교환이 이루어져 상기 에틸렌 글리콜 워터의 동결을 최소화하는 것을 특징으로 하는 열매 동결 방지 방법.
In the method of preventing fruit freezing using a concentric multi-tube cryogenic vaporizer,
a) injecting the fruit, ethylene glycol water, into the inner space of the chamber through the ethylene glycol water injection part of the chamber;
b) injecting liquefied gas into the inner part of the concentric multi-tube through the liquefied gas injection part of the chamber;
c) flowing the liquefied gas injected into the inner portion of the concentric multiple pipe through a plurality of spiral vanes from the inner portion of the concentric multiple pipe toward a plurality of inner walls and from the plurality of inner walls toward an outer portion of the concentric multiple pipe;
d) transferring the heat of ethylene glycol water injected into the inner space of the chamber from the outer portion of the concentric multiple pipe to a plurality of inner walls and from the plurality of inner walls to the inner portion of the concentric multiple pipe through the plurality of spiral vanes;
e) While the liquefied gas flows from the inner part of the concentric multiple tube toward the outer part, the plurality of spiral vanes are heated by the heat of the ethylene glycol water delivered and are vaporized into vaporized gas, and the concentric multiple tube is vaporized by vaporization of the liquefied gas. As the temperature of the outer part of the tube increases, freezing of the ethylene glycol water injected into the inner space of the chamber is minimized,
The ethylene glycol water,
The ratio of ethylene glycol to water is 50:50 and the freezing point is -34 ℃, or the ratio of ethylene glycol to water is 60:40 and the freezing point is -48 ℃,
The chamber is,
The ethylene glycol water injection unit is provided in a form that surrounds a portion of the outer peripheral surface of the liquefied gas injection unit, so that the liquefied gas injection unit and the ethylene glycol water injection unit are implemented as concentric pipes, so that the liquefied gas injection unit and the ethylene glycol water injection unit Heat exchange between the liquefied gas and ethylene glycol water prevents the temperature of the liquefied gas from increasing and the ethylene glycol water from freezing.
An ethylene glycol water outlet is provided to transfer heat to the liquefied gas injected into the concentric multi-tube through the liquefied gas injection unit and to outflow the ethylene glycol water that is in contact with the outer portion of the concentric multi-tube, the temperature of which is raised by the vaporized gas. It is equipped,
The ethylene glycol water outlet is provided in a form that surrounds a portion of the outer peripheral surface of the vaporized gas outlet, so that the vaporized gas outlet and the ethylene glycol water outlet are implemented as concentric pipes, so that vaporization occurs in the vaporized gas outlet and the ethylene glycol water outlet. A method for preventing fruit freezing, characterized in that heat exchange between gas and ethylene glycol water occurs to minimize freezing of the ethylene glycol water.
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