KR20010097179A - 액화가스의 이송 및 저장을 위한 진공 단열 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체질소, 액체산소, 액체알곤과 같은 초저온 액화가스를 이송 또
는 저장하기 위한 진공 단열 시스템에 관한 것으로, 내관 또는 내조와 외관 또는 외조 사이에 가스 포집용 합금(게터(getter) 합금) 또는 금속의 성형물을 설치한 것을 특징으로 한다.

Description

액화가스의 이송 및 저장을 위한 진공 단열 시스템{Vacuum adiabatic system for transporting and storage of liquified gas}
본 발명은 액체질소, 액체산소, 액체알곤과 같은 초저온 액화가스를 이송 또는 저장하기 위한 진공 단열 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공 단열 시스템의 내관과 외관 사이 그리고 내조와 외조 사이에 가스 포집용 합금(게터(getter) 합금) 또는 금속 성형물을 설치하여 진공도를 향상시킨 진공 단열 시스템에 관한 것이다.
도 1에서 볼 수 있듯이 종래의 진공단열 배관을 간략하게 살펴보면, 내관(1)과 외관(2)으로 구성된 진공단열배관에서 배관과 배관을 연결하기 위한 노즐(3), 외관과 외관과의 연결을 위한 플랜지(4), 탈가스를 흡착하기 위한 흡착제(5)와 흡착제통(6)이 내관에 부착되고, 복사에 의한 열전도를 차단하기 위하여 내관을 알루미늄이 박막된 마일라 필름인 단열재 필름(9)으로 여러겹으로 감아져 있다. 그리고 내관(1)과 외관(2)사이의 공간을 고진공 상태로 배기하기 위한 배기구(8)가 외조에 부착되어 있으며, 상기 배기구(8)는 내관(1)의 파손에 의하여 액화가스가 새어나올 경우에 안전밸브 역할을 한다.
종래의 초저온 액화가스의 이송에 있어서 보편화되어 있는 진공단열배관은외부로부터의 열침입을 차단하여 초저온 상태의 액화가스가 기화하지 않고 액체상태로 원활히 이송할 수 있도록 되어 있으며, 그 일반적인 구성은 액화가스가 흐르는 내관과 외부로부터의 열침입을 방지하는 외관으로 구성되어 있다. 그리고 이러한 내관에는 고진공 상태를 유지하기 위하여 흡착제가 담겨진 흡착제통이 장착되어 있으며, 그 위로 단열재 필름이 여러겹으로 감겨져 있다.
또, 일반적인 진공 단열 용기는 도 4에 도시된 바와 같이, 액화가스용기(내조)(10)와 외조(11) 사이에 공간을 두고 진공펌프(24)를 이용하여 초진공상태(2×10-6Torr)로 만든 다음 진공밸브(25)를 사용하여 실링 하여 제작한다. 수분과 같은 잔류가스에 의한 열전달을 차단하기 위하여 흡착제가 넣어져 있는 흡착통(23)이 액체질소용기에 설치되어 있고, 단열 배관과 마찬가지로 열복사로 인한 열전달을 최소화 하기 위하여 단열재가 내조 주변에 감겨있다. 또한 액체질소의 저장 및 증발에 따른 액체질소용기의 수축 및 팽창에 따른 비틀림과 파손을 막기위하여 액체질소용기 하단부의 지지대(26)가 도 4에서와 같이 설치되어 있다.
상기 진공 단열 배관이나 진공 단열 용기의 흡착제를 넣는 흡착제통은 작은 구멍이 뚫어져 있는 STS304파이프, 혹은 STS망을 사용하여 제작되며, 복사에 의한 열전도를 차단하기 위하여 내관이나 내조와 흡착제통 위에 단열재 필름을 여러겹으로 감는데 이 경우 흡착제가 공간에 노출되지 않아서 진공 배기 작업에 소요되는 시간이 많이 걸리고, 현장에서 장기간 사용할 때 배관에서 탈가스되는 가스분자들을 흡착하는 효율성이 떨어진다.
따라서, 본 발명의 목적은 가스분자들을 고효율로 흡착하는 게터 성형물을 장착하여 진공도가 향상된 단열 진공시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 진공 배기 작업을 단시간에 행할 수 있는 단열 진공 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 진공단열배관을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 진공단열배관을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 진공 단열배관에 설치되는 게터 성형물의 여러가지 형태를 나타내는 사시도.
도 4는 종래의 진공 단열용기의 내부 구성도.
도 5는 본 발명의 진공 단열용기의 내부 구성도.
도 6은 본 발명의 진공 단열배관에 설치되는 게터 성형물의 일례를 나타내는 사시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 내관(inner pipe) 2 : 외관(outer pipe)
3 : 노즐 4 : 플랜지(flange)
5 : 흡착제 6 : 흡착제통
7, 7',7'' : 게터 성형물
8 : 배기구 9 : 단열재 필름
10 : 액화가스 용기(내조) 11: 외조
12 : 게터 성형물
16,18 : 배관 23 : 흡착제통
24 : 진공펌프 25 : 진공밸브
상기 본 발명의 목적은 초저온 액화가스를 이송 또는 저장하기 위한 진공 단열 시스템에 있어서, 내관 또는 내조와 외관 또는 외조 사이에 가스 포집용 합금( 게터 합금) 또는 금속 성형물을 설치한 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템에 의해 달성된다.
이하 본 발명을 도면을 사용하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 진공 단열 배관은 흡착제통이 없고, 내관(1)과 외관(2) 사이에 게터 성형물(7,7',7")이 설치되어 있다. 게터 성형물(7,7',7")의 형태는 망 형태(7), 관 형태(7'), 창상형태(7") 등, 다양한 형태를 가질 수 있으며, 성형물의 모양에 제한은 없다. 내관(1)과 외관(2) 사이에 설치하는 경우 내관과는 세라믹 등의 단열재에 의해 지지되어 단열된다. 외관과 연결부위에는 임의의 전기공급을 위한 배선이 설치될 수 있다. 이 배선에 의해 게터 합금 또는 금속을 전기적 가열로 활성화시킬 수 있다.
여기에 사용되는 게터는 지르코늄-바나듐-철 합금, 알루미늄-지르코늄 합금 또는 철-지르코늄 합금, 지르코늄이나 티타늄을 주성분으로 하는 금속 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 지르코늄-바나듐-철 합금을 사용하는 경우, 그 구성비는지르코늄 45-75중량%, 바나듐 20-50중량%, 및 철 5-35중량%로 형성된다. 알루미늄-지르코늄 합금을 사용하는 경우, 알루미늄의 함량은 일반적으로 5-30중량%이다. 철-지르코늄 합금을 사용하는 경우, 철의 비율은 5-35중량%이다.
도 5에는 도 5는 본 발명의 진공 단열용기의 내부 구성도가 도시되어 있다. 진공 단열 배관과 마찬가지로, 진공 단열 용기의 경우 내조(10)와 외조(11) 사이에 게터 성형물(12)가 설치되며, 지지대(26)나 배관(18)과는 연결되는 부위는 세라믹 등의 단열재로 연결된다. 또, 외조와 통하는 부위에는 임의로, 전기공급을 위한 배선을 설치할 수 있다. 이 배선에 의해 게터 합금 또는 금속을 전기적 가열로 활성화시킬 수 있다.
도 6에는 그물망 형태의 게터 성형물(12)가 도시되어 있으나, 본 발명의 시스템에 설치될 수 있는 게터 성형물의 형태는 다양할 수 있으며, 그 형태에 제한은 없다.
게터 성형물은, 로(furnace) 가열이나 전기 가열에 의해 활성화되며, 진공도가 저하될 때 마다 가열을 해주게 되면 다시 게터가 활성화되어 진공도를 향상시킬 수 있게 된다.
종래 초진공 장치에서의 진공도는 10-6 torr 정도였으나, 본 발명의 게터 성명물을 설치하게 되면, 10-7∼10-10torr까지 진공도 향상이 가능하다 .
상기에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 진공 단열 시스템은 게터 성형물을 사용하여 가스분자들을 흡착하게 되므로 진공도가 획기적으로 향상되는 효과가있다. 또한, 진공 배기 작업을 단시간에 행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 초저온 액화가스를 이송 또는 저장하기 위한 진공 단열 시스템에 있어서, 내관 또는 내조와 외관 또는 외조 사이에 가스 포집용 합금(게터(getter) 합금) 또는 금속 성형물을 설치한 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 게터 합금은 지르코늄-바나듐-철 합금, 알루미늄-지르코늄 합금 또는 철-지르코늄 합금, 지르코늄을 주성분으로 하는 금속, 티타늄을 주성분으로 하는 금속, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 게터 성형물은 물리적 가열 또는 전기적 가열에 의해 활성화되는 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
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