KR200243922Y1

KR200243922Y1 - 압력과 온도차에 의한 유체 이송원리를 적용한액체이산화탄소세탁제염기

Info

Publication number: KR200243922Y1
Application number: KR2020010015650U
Authority: KR
Inventors: 박영웅
Original assignee: 박영웅
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2001-10-29

Abstract

본 고안은 액체이산화탄소를 세탁 또는 제염시의 용제로 사용하는 이산화탄소세탁제염기에서, 액체이송펌프 없이 용기에서 용기로 액체이산화탄소를 효과적으로 이송하는 기술에 관한 것이다.

액체이산화탄소세탁제염기는 액체이산화탄소를 저장하기 위한 저장탱크(11) , 세탁 또는 제염을 수행하기 위한 세탁교반기(13), 그리고 세탁 후 폐 이산화탄소를 재생하기 위한 기화분리기(19)에 해당하는 총 3개의 압력용기와, 저장탱크의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 냉각가열기(22), 세탁교반기의 문을 개폐하기 위한 유압식개폐장치(14), 세탁교반기 내부의 회전통(17)을 회전시키기 위한 자석교반기(16), 기화분리기의 액체이산화탄소를 기화시켜 저장탱크로 보내기 위한 부스터(32), 부스터에서 가압된 기체를 냉각시키기 위한 응축기(21) 및 시스템을 제어하기 위한 컨트롤박스 등 부속설비로 구성되어 있다.

본 고안에 해당하는 기술은, 액체이송펌프 없이 두 용기간의 압력차 만을 이용하여 액체이산화탄소를 이송하되, 각 용기의 상부에는 기체이송라인을 연결하고 하부에는 액체이송라인을 연결하여, 밸브 조작에 의하여 액체밀도는 높이고 기체밀도는 낮춘 다음 액체이산화탄소가 이송될 수 있도록 한 것으로써, 드라이아이스의 생성에 따른 배관의 막힘이 없이 빠른시간 안에 많은 양의 액체이산화탄소를 이송할 수 있으며, 잔류하는 이산화탄소의 양은 최소가 되도록 고안되었다.

Description

압력과 온도차에 의한 유체 이송원리를 적용한 액체이산화탄소세탁제염기 {Liquid Carbondioxide Washing Machine using the Transportation Principle of Fluid by the Pressure and Temperature Different}

본 고안은 원자력발전소에서 발생하는 오염된 세탁물 또는 드라이클리닝이필요한 일반 의복을 폐수 또는 고독성의 유기폐액 발생 없이 세탁하기 위한 이산화탄소세탁제염기에 관한 것이다.

기존의 액체이산화탄소세탁기는 도2와 같이 대부분 3개의 압력용기와 기타 부속장치들로 구성되어 있는데, 압력용기는 액체이산화탄소를 저장하기 위한 저장탱크(300)와 세탁을 수행하기 위한 세탁교반기(400), 그리고 세탁 후 폐 이산화탄소를 재활용하기 위한 필터 및 기화분리기(500)로 구성되어 있다. 기타 부속설비로는 액체 이산화탄소를 이송시키기 위한 액체이송펌프(100,200), 기체상의 이산화탄소를 이송시키기 위한 부스터(600), 세탁교반기의 문을 개폐하기 위한 개폐장치, 부스터에서 가압된 기체를 냉각시키기 위한 응축기 및 시스템을 제어하기 위한 컨트롤박스로 구성되어 있다.

세탁 후 액체 상태의 폐 이산화탄소에는 고체상의 슬러지가 많이 포함되어 있으므로 폐 이산화탄소를 이송하는데 사용되는 액체이송펌프는 고장의 발생확률이 높으며, 또한 폐 이산화탄소를 재활용하기 위해 사용되는 필터 역시 고체상의 폐기물에 해당하므로, 세탁 대상의 의복이 방사성핵종에 오염된 방호복인 경우에는 유지보수 및 발생된 고체상의 방사성폐기물 처리시 많은 비용이 요구된다는 문제점이 있었다.

모든 유체는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르며, 또한 밀폐된 공간에서 기액 평형이 이루어진 경우에는 온도가 상승함에 따라 기체밀도는 증가하지만액체밀도는 감소하고, 역으로 온도가 내려가면 기체밀도는 감소하지만 액체밀도는 증가하게 된다. 이 원리를 액체이산화탄소세탁제염기에 접목하면 액체이송펌프 없이 빠른 시간 안에 이산화탄소를 이송할 수 있으며, 또한 잔류하는 이산화탄소 양을 줄일 수 있게되므로, 시스템 운전에 필요한 이산화탄소의 양을 줄일 수도 있다.

도1은 액체이산화탄소세탁제염기의 시스템 구성도

도2는 기존의 액체이산화탄소세탁기의 시스템 구성도

<도면중 주요 부분에 대한 설명>

1∼7: 자동밸브, 8∼10: 수동밸브, 11: 액체이산화탄소 저장탱크, 12: 냉각 및 가열코일, 13: 세탁교반기, 14: 개폐장치, 15: 손잡이, 16: 자석교반기, 17: 회전통, 18: 사이클로트론, 19: 기화분리기, 20: 가열코일, 21: 응축기, 22: 냉각가열기, 23: 이산화탄소 이송라인, 24: 냉각 및 가열수 이송라인, 31: 진공펌프, 32: 부스터,

본 고안은 기존에 개발된 이산화탄소를 용제로 사용하는 액체이산화탄소세탁기에서 액체이송펌프 없이 용기간에 액체 이송이 가능하도록 개조한 것으로써, 저장탱크와 세탁교반기의 상단과 하단에는 각각 기체이송라인과 액체이송라인을 연결하기 위한 구멍이 있으며, 기화분리기의 상단에는 기체이송라인을 연결하기 위한 구멍이 있다.

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안의 기능을 이해하기 쉽게 나타낸 액체이산화탄소세탁제염기의 구성도에 해당하며, 압력용기와 기타 부속장치로 구성되어 있음을 알 수 있다. 압력용기는 액체이산화탄소를 저장하기 위한 저장탱크(11)를 가장 높은 자리에 위치시키고 이어서 의복을 세탁하기 위한 세탁교반기(13) 및 오염된 액체상의 폐 이산화탄소를 재상하기 위한 기화분리기(19) 순으로 배치하여, 액체 이송 후 용기간의 압력이 평형이 되더라도 중력에 의해 액체가 역류하지 못하게 하였다. 기타 부속장치에는 저장탱크의 온도를 조절하기 위한 냉각가열기(22), 액체이산화탄소를 주입하기 전에 세탁교반기에 들어 있는 공기를 빼내기 위한 진공펌프(31), 세탁 또는 제염시 세탁교반기 내부의 회전통(17)을 회전시키기 위한 자석교반기(16), 원터치 방식의 유압식 개폐창치(14), 액체상의 폐 이산화탄소에 포함된 고체상의 물질을 분리하기 위한 사이클로트론(18), 폐 이산화탄소를 재생하는 데 필요한 열원을 공급하기 위한 가열기(21), 기체상의 이산화탄소를 가압하기 위한 부스터(32), 가압된 기체상의 이산화탄소를 응축시키기 위한 냉각기(21), 액체 및 기체상 이산화탄소의 흐름을 자동으로 제어하기 위한 자동밸브(1∼7), 저장탱크에 이산화탄소를 주입하거나 뺄 때 그리고 기화분리기에서 슬러지 상태의 폐기물을 뺄 때 사용하기 위한 수동밸브(8∼10), 그리고 이산화탄소 및 냉각수를 순환시키기 위한 배관(23,24)으로 구성되어 있다.

도1을 통하여 액체이송펌프를 사용하지 않고 용기간의 압력차 및 증발잠열에 의한 온도변화를 이용한 액체이산화탄소의 이송 원리를 설명하면,

액체이산화탄소세탁제염기에서 저장탱크의 상부와 세탁교반기의 상부 및 세탁교반기의 상부와 기화분리기의 상부에는 기체이송라인을 연결하고, 저장탱크의 하부와 세탁교반기의 상부 및 세탁교반기의 하부와 기화분리기의 상부 측면에는 액체이송라인이 연결되어 있어서, 저장탱크에서 세탁교반기로 액체이산화탄소를 이송하는 경우 먼저 용기의 상단에 서로 연결된 기체이송라인에 열결된 밸브(2)를 열어 저장탱크에 저장된 액체이산화탄소가 기화되게 하여 냉각이 이루어지도록 하되 액체이산화탄소 이송에 필요한 압력의 차이는 유지한 상태에서 밸브(2)를 닫은 후 곧바로 하단부에 연결된 액체이송라인에 연결된 밸브(3)를 열면 밀도가 높아진 액체이산화탄소는 세탁교반기로 이송되며, 밀도가 낮아진 기체상의 이산화탄소는 저장탱크에 남게 된다. 또한 세탁 또는 제염이 끝난 후 세탁교반기와 기화분리기의 상단에 서로 연결된 기체이송라인에 연결된 2개의 밸브(4,5)를 동시에 열어 세탁교반기의 액체이산화탄소가 기화되게 하여 냉각이 이루어지도록 하되, 액체 이송에 필요한 압력의 차이는 유지한 상태에서 밸브(4,5)를 닫은 후 곧바로 하단부에 연결된 액체이송라인에 부착된 밸브(6)를 열면 밀도가 높아진 액체상의 폐 이산화탄소는 사이클론(18)을 통하여 기화분리기(19)로 이송되며, 세탁교반기에는 저밀도의 기체상의 이산화탄소가 남게 된다.

본 고안을 이용하면, 액체이송펌프 없이 용기간의 압력차에 의해 액체이산화탄소를 이송할 수 있으며, 드라이아이스의 생성에 따라 배관이 막히는 문제가 발생하지 않고 단시간에 액체이산화탄소를 이송할 수 있다. 또한 저장탱크 및 세탁교반기에 잔류하는 기체상의 이산화탄소를 줄일 수 있으므로, 시스템 운영에 필요한 총 이산화탄소의 양이 줄어들게 되며, 세탁교반기에 잔류하는 기체상 이산화탄소의 회수시간을 단축할 수 있다.

Claims

저장탱크, 세탁교반기 및 기화분리기로 구성된 이산화탄소세탁제염기에서, 액체이송펌프를 사용하지 않고 용기간의 압력차를 이용하여 액체이산화탄소를 이송할 때 예상되는, 드라이아이스에 의한 배관 막힘 현상 방지 및 이송 후 저장탱크와 세탁교반기에 잔류할 수밖에 없는 기체상의 이산화탄소의 양을 줄이기 위해, 저장탱크의 상부와 세탁교반기의 상부 및 세탁교반기의 상부와 기화분리기의 상부에는 기체이송라인을 각각 연결하고, 저장탱크의 하부와 세탁교반기의 상부 및 세탁교반기의 하부와 기화분리기의 상부에는 액체이송라인을 각각 연결한 구조를 특징으로 하는 액체이산화탄소세탁제염기.