KR20010110961A - 열저장 매체를 포함하는 기화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기화기에 관한 것으로, 액화 가스를 파이프를 거쳐 배출 될 경우, 가열에 의하여 기체 상태로 배출되게 하는 기화기를 구성함에 있어, 케이스(21)와, 그 하부에 설치되는 받침대(23)와, 케이스(22)의 내측에 형성한 절연체(1)와, 절연체 내에 수직으로 내장되는 중심관(2)과, 중심관(2)의 주위를 둘러싸며 일단은 상부에서 유입구(4)를 형성하고 타단은 중심관(2)의 하부에 연결되는 파이프(3)와, 절연체(1)로 이루어지는 벽과 중심관(2) 사이에 수용되는 열전달매체(7) 및 히터(6)와, 중심관(2)의 상부에 설치되며 플로우트(12)를 갖는 제어밸브(10)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열저장 매체를 포함하는 기화기{vaporizer having regenerative medium}

본 발명은 내부에 액상의 열저장 매체를 갖는 습식 기화기에 관한 것이다.

기화기는 액화 가스를 기체로 만들 경우 사용되는 장치로 일반 생활 가정에서 산업상 각종 장치, 실험실 등에서 널리 쓰이고 있는 장치이다.

종래 통상의 기화기는 중심 부위에 히팅장치가 구성되어 있고, 그 주위에서 액화가스가 히팅되어 기화되어 기체가 유출되는 구조로 되어 있다.

그러나 이러한 종래의 장치들은 전기 등을 이용한 히팅장치가 중심 축상으로 구성되어 있어, 액화 가스의 히팅이 원활하지 못하고 액화 가스를 포함하고 있는 파이프에 열전달이 충분치 않아 원활한 가스 공급이 문제가 발생하는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 본 발명의 목적은 액화 가스의 히팅이 충분히 이루어지고 가스 공급이 원활하도록 하고, 장치 내의 온도 제어도 가능하고 장치의 설치 및 유지가 편리하게 구성한 것으로, 그 외의 상세한 내용에 대하여는 이하, 첨부 도면과 함께 상술한다.

도 1 은 본발명에 따른 장치의 정면도

도 2a 는 도 1 의 우측면에서 본 내부 요부 구성도

도 2b 는 도 2a 의 제어밸브(10)에 대한 부분 상세도.

도 2c 는 도 2b 의 형상으로 만든 이유에 대한 설명을 위한 도면.

도 3 은 본 발명에 따른 장치의 케이스(22)의 제작 상태를 보여 주는 도면

도 4 는 본 발명에 따른 장치의 받침대(23)를 만드는 것을 보여 주는 도면

도 5 는 본 발명에 따른 장치의 설치 순서를 설명하기 위한 요부 상단면도

( 도면의 주요 부분에 대한 설명)

1... 절연체 2... 중심관

3... 파이프 4... 유입구

6... 히터 7... 열전달 매체

8... 온도센서 9... 콘트롤러

10... 제어밸브 11... 출구

12... 플로우트 21... 케이스

23... 받침대

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 액화 가스를 파이프를 거쳐 배출 될 경우, 가열에 의하여 기체 상태로 배출되게 하는 기화기를 구성함에 있어,

케이스(21)와, 그 하부에 설치되는 받침대(23)와, 케이스(21)의 내측에 형성한 절연체(1)와, 절연체 내에 수직으로 내장되는 중심관(2)과, 중심관(2)의 주위를둘러싸며 일단은 상부에서 유입구(4)를 형성하고 타단은 중심관(2)의 하부에 연결되며 예를들어, 호일 등으로 이루어지는 파이프(3)와, 절연체(1)로 이루어지는 벽과 중심관(2) 사이에 수용되는 열전달매체(7) 및 히터(6)와, 중심관(2)의 상부에 설치되며 플로우트(12)를 갖는 제어밸브(10)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 케이스(21)는 모서리에서 절곡한 형상에서 다시 양단이 한번 더 절곡되어 단이 지게 구성한 측지지대(21b)와, 이 각각의 측지지대(21b) 사이에 판상으로 설치되는 커버(21a) 로 구성되어 이를 볼트로 체결한 구성인 것을 특징으로 한다. 기타 본 발명의 다른 특징 및 그에 대한 상세한 구조는 이하에서 상술한다.

도 1 은 본 발명에 따른 장치의 정면도이고, 도 2 는 도 1 의 우측에서 본 내부에 대한 요부 구성도이다.

도 2a 에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 절연체(1) 안쪽에 속이 빈 원통 형상의 중심관(2)을 형성하고, 그 주위를 파이프(3)가 감는 형상을 하였다. 이 파이프의 상단에는 액화 가스 유입구(4) 가 형성되고 파이프(3)의 하단은 중심관(2)의 토축구(5)와 연결된다. 중심관(2)의 하부엔 전기 히터(6)가 설치된다.

중심관(2)과 절연체(1) 사이는 열전달 매체가 채워진다.

그리고 온도센서(8)도 함께 설치된다. 절연체(1)의 바깥으로는 회로를 구성하고 있는 콘트롤러(9)가 설치되고 이는 상기 온도센서(8)와 히터(6)와 연결되어 있어 기화기의 내부 온도를 제어 한다. 이 콘트롤러(9)를 기와기 외부로 돌출되게 설치한 이유는 내부의 온도에 영향을 받지 않게 하기 위한 것이다.

종래엔 열에 약한 PCB 등의 제어판이 장치의 아래에 설치되어 있어 장치의가동시 고열이 이 제어판에 전달되어 노이즈 등의 이상이 발생하였었다

중심관(2)의 상부는 제어밸브(10)가 설치된다. 이 밸브엔 플로우트(12)가 설치되어 있다. 이것은 만약 압력이 높아 유체가 기화되기 전에 액체 상태로 유출되는것을 방지하기 위한 것이다.

제어밸브(10)는 그 선단이 사다리꼴 등과 같이 만들고 이와 상응하는 출구(11)의 입구 역시 이를 충분히 수용할 수 있는 형상으로 만든다. 그 이유는 도 2c 에서 보듯이, 출구(11)의 모서리부(11a)가 마모되기 때문이다.

한편, 상기한 장치의 내에 수용되는 열전달 매체는 고온하에서도 열 및 산화 안정성, 열전달성, 내부식성, 내열분해성이 우수한 열전달 특성을 갖는 물질을 사용한다. 예를들어, 비중이 0.7 - 0.9, 동점도가 30 - 70, 점도 지수가 105 - 108, 비등점이 섭씨 100 - 380 도 이상, 인화점이 섭씨 200 - 230 도, 유동점이 섭씨 -17도 내지 -25 도인, 파리핀계 오일을 사용한다 이는 고비점 유제로 상압하에서 섭씨 320 도 온도 까지 사용 가능하며, 독성이 없으며, 동이나 강철을 부식시키지 않는다.

또한, 높은 비열로 열전달이 우수하여 빠른 시간 내 목적하는 온도를 올릴 수 있으며, 장치 내에서 우수한 유동성을 나타낸다.

그리고 상기한 바와 같이, 열 및 산화 안정성이 우수하여 산화로 인하여 점도가 높아 지는 것을 최소로 하여 주며, 오랫동안 높은 고온에서 사용 가능하도록 하여 준다.

또한 저온 유동 특성과 높은 점도는 펌핑을 용이하게 하여 주어 추운 겨울에도 기계작동을 신속하게 하고 광범위한 온도 범위에 걸쳐 오일의 유동성을 일정하게 보장하여 준다.

만약 열매체를 물을 사용할 경우, 겨울철 동파가 발생하며, 운전조건이 섭씨 100도 이상인 점을 감안할 경우, 히터의 부식이 빨라 히터를 교환하여야 하는 단점이 있기에 물을 사용하여서는 안된다. 또한, 물을 사용할 경우, 내부의 파이프 중심관 등의 부품에 부식이 생겨 가스의 누설이 있을 경우, 폭팔 등의 사고가 발생할 염려가 있다.

한편, 상기한 본 발명의 장치의 케이스(21;도 1 참조)는 다음과 같은 식으로 제조 한다.

통상 상기한 구조의 직사각 형상의 케이스는 4 개의 면을 각각 절단하여 그라인딩한 후, 용접하지만 본 발명에서는 도 3 과 같이 작사각형상의 케이스(21)를 접선 라인을 따라 접어서 한번 용접하여 용접라인(22)이 한 개만 생기게 한다.

또한 그 아래에의 받침대(23)는 도 4 에서 보듯이, 사각형상의 네 모서리를 따내고 이를 접선 라인을 따라 간단히 접어 모서리만 용접한다. 그러면 이것 역시 용접 라인(24)을 최소화 할 수 있다.

도 5 는 본 발명에 따른 장치의 조립 순서를 설명하기 위해 위에서 본 일부 단면도이다.

본 발명에서는 중심관(2)을 중심으로 한 그 위의 부속 조립체와 파이프(3) 조립체를 일체로 미리 조립하여 둔다. 도 4 의 형상으로 접은 받침대(23) 위에 유체케이스(30)를 설치한다. 그리고 받침대(23)와 중심관(2) 조립체 사이를, 도 5 에서 보듯이, 단면상 5 회 절곡한 측지지대(21b)를 수직으로 4 곳에 세워 용접 등으로 고정한다. 그리고 유리섬유(글라스 울) 등의 절연체(1)를 케이스(21) 외주로 채우고 마지막으로 커버(21a)를 각 모사리 사이의 측지지대(21b)에 밀착한후, 볼트(21C) 등의 체결 수단으로 고정한다.

상기 구성들과 같이 하면, 장치를 조립으로 간단히 설치가 가능하고, 용접 부위가 적어 외면이 깨끗하고, 인건비가 절감되며, 작업 공정을 단축할 수 있다.

상기에서 설명한 장치에 대한 작동 관계를 이하 개략 설명하면, 도 2 에서 유입구(4)를 통하여 액화기체가 유입되면, 파이프(3)를 타고 돌아 내려 오면서 열전달매체(7)에 의한 가열을 받아, 토출구(5)를 통하여 중심관(2)에 유입된다. 유입되는 액화 가스는 중심관(2)을 거치는 과정까지 충분히 기화된 상태로 출구(11)로 토출되지만 혹시 충분히 기화되지 못하고 높은 압력으로 액화 상태로 유출될 경우엔 그 센 압력이 플로우트(12)를 밀게 되어 제어밸브(10)를 밀어 출구(11)를 막게 되어 액체 상태의 액화 가스가 유출되지 못하게 차단 할 수 있다.

상기한 구성에 따른 본 발명에 의하면 조립이 편리하고, 외관이 미려하며, 가열매체를 화학적으로 안정된 파라핀계 열매체유를 사용함으로서 내부 부식이 전혀 없고 고온에도 사용 가능하다.

또한 부식으로 기화기 내의 가스 배관, 히터에 스케일이 생성되지 않아 히터의 수명이 오래 가며 장시간 사용하여도 열효율이 일정하다.

또한, 본발명에서 사용하는 열저장매체는 영하 섭씨 마이너스 30 도 이하에서도 얼지 않으므로, 동파가 되지 않는다.

또한 상기한 제어 밸브(10)의 구성에 의하면, 기화되지 않은 액체가 유출되기 전 약 600mm 앞에서 미리 액체의 유출을 차단할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 파이프(3)의 길이가 충분히 길어, 종래의 짧고 수직으로 발열체 주위에 여러개 형성되는 가열구조에 비하여 부하가 적게 걸리므로 파이프가 수명이 오래 간다.

또한 본 발명에서 파이프가 코일식으로 감는 구조는 일정한 열효율을 유지하여 주므로, 히팅 부족으로 액화가스가 액상으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 장치의 액화가스 유입구(4)는 상부에 형성된 구조이어서 장치의 설치, 보수, 유지가 편리하다.

Claims (6)

1. 액화 가스를 파이프를 거쳐 배출 될 경우, 가열에 의하여 기체 상태로 배출되게 하는 기화기를 구성함에 있어,

   케이스(21)와,

   그 하부에 설치되는 받침대(23)와,

   케이스(22)의 내측에 형성한 절연체(1)와,

   절연체 내에 수직으로 내장되는 중심관(2)과,

   중심관(2)의 주위를 둘러싸며 일단은 상부에서 유입구(4)를 형성하고 타단은 중심관(2)의 하부에 연결되는 파이프(3)와,

   절연체(1)로 이루어지는 벽과 중심관(2) 사이에 수용되는 열전달매체(7) 및 히터(6)와,

   중심관(2)의 상부에 설치되며 플로우트(12)를 갖는 제어밸브(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열저장매체를 포함하는 기화기
2. 제 1 항에 있어서, 상기한 제어 밸브(10) 및 이를 수용하는 다응하는 출구(11)의 형상은 단면상 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 열저장매체를 포함하는 기화기
3. 제 1 항에 있어서, 상기한 열전달매체(7) 에는 온도제어센서(8)를 설치하여케이스(21) 외측에 설치한 콘트롤러(9)에 연결하고, 상기한 히터(6) 역시 콘트롤러(9)에 연결한 것을 특징으로 하는 열저장매체를 포함하는 기화기
4. 제 1 항에 있어서, 상기한 열저장매체는 파라핀계 오일인 것을 특징으로 하는 열저장매체를 포함하는 기화기
5. 제 1 항에 있어서, 상기한 케이스(21)는 판상의 부재를 접어 일직선상의 용접라인(22)을 형성하는 것에 의하여 만들며, 상기한 받침대(23)는 사각형의 모서리를 제거하여 접어 형성한 것을 특징으로 하는 열저장매체를 포함하는 기화기
6. 제 1 항에 있어서, 상기한 케이스(21)는 모서리에서 절곡한 형상에서 다시 양단이 한번 더 절곡되어 단이 지게 구성한 측지지대(21b)와, 이 각각의 측지지대(21b) 사이에 판상으로 설치되는 커버(21a) 로 구성되어 이를 볼트로 체결한 구성인 것을 특징으로 하는 열저장 매체를 포함하는 기화기