KR20110010537A - 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치 - Google Patents

단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치에 관한 것으로서, 액체질소탱크로부터 공급된 액체질소를 저장하였다가 분사노즐을 통해 설정된 분사량으로 액체질소를 분사시킨다. 특히 본 발명에 따른 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치는 분사되기 이전의 액체질소가 머무르는 영역으로 열이 침투하는 것을 방지하기 위해 액체질소가 주입, 저장, 이송되는 배관을 3중 배관구조로 형성하며, 구체적으로 액체질소의 주입, 저장부를 2중 배관구조로 하여 진공층을 형성하고, 저장부 내측부분과 이송관은 3중 배관구조로 형성하여 진공층과 액체질소층을 형성하며, 따라서 1차적으로는 진공층에 의한 단열이 수행되고 2차적으로 액체질소층에 의한 단열이 수행되어 결과적으로 분사노즐로 이송되는 액체질소의 온도를 기화온도 이하로 유지시키는 것을 가능하게 한다.
액체질소, 단열, 분사장치

Description

단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치{liquid nitrogen dispenser with triple layers structure for improved heat insulation}
본 발명은 액체질소탱크로부터 공급된 액체질소를 저장하였다가 분사노즐을 통해 설정된 분사량으로 액체질소를 분사시키는 액체질소 분사장치에 관한 것으로서, 특히 액체질소가 주입, 저장 및 이송되는 경로를 3중 배관구조로 형성하여 액체질소의 단열을 효과적으로 향상시킨 액체질소 분사장치에 관한 것이다.
본 발명은 액체질소탱크로부터 공급된 액체질소를 초저온상태로 저장하였다가 분사노즐을 통해 설정된 분사량으로 액체질소를 분사시키는 액체질소 분사장치에 관한 것으로서, 특히 분사되기 이전의 액체질소가 머무르는 영역으로 열이 침투하는 것을 방지하기 위해 액체질소층을 형성하여 단열성능을 향상시킨 액체질소 분사장치에 관한 것이다.
액체질소 분사장치는 음료캔에 뜨거운 음료를 주입한 상태에서 음료캔의 뚜껑을 덮어서 밀봉하기 이전에 음료캔으로 액체질소를 투하하는데 사용된다. 음료캔에 뜨거운 음료를 주입한 상태에서 바로 음료캔의 뚜껑을 덮어서 밀봉을 하게 되면 뜨거운 음료가 식어서 음료캔 내부의 공기가 수축되어 음료캔이 찌그러지게 된다. 따라서 음료캔을 밀봉하기 이전에 액체질소를 투하하면 액체질소가 기화하여 공기의 수축량을 보상하기 때문에 음료캔의 형태를 원형대로 유지할 수 있다.
질소는 끓는점이 -196℃이다. 따라서 액체질소 분사장치는 내부에 저장된 액체질소로 열이 전달되는 것을 차단하는 것이 매우 중요하다. 종래의 액체질소 분사장치는 단열을 위해 진공층을 사용한 것이 있지만 진공층만으로는 열전달의 차단효과가 미흡하여 액체질소가 기화되는 것을 완전하게 차단하지 못한다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단열성능이 현저하게 향상된 액체질소 분사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 본 발명의 목적은 외부케이스와, 상기 외부케이스의 내부에 위치하며 액체질소가 저장되는 액체질소 저장부와, 상기 외부케이스의 내부에 위치하며 상기 액체질소 저장부의 일측에 연결되어 연장되는 안내통로와, 상기 액체질소 저장부의 내부에 형성되며 위쪽이 열려지고 내부에 액체질소가 담겨지는 대기용기와, 상기 대기용기의 일측에 연결되고 상기 안내통로의 내부로 연장되는 액체질소 이송관 및 상기 액체질소 이송관과 연결되고 액체질소를 분사하는 분사노즐과 상기 분사노즐을 개폐하는 개폐수단이 형성된 액체질소 분사부를 포함하고, 상기 액체질소 저장부의 액체질소가 상기 대기용기로 흘러들어가고 상기 대기용기의 액체질소가 상기 액체질소 이송관을 거쳐 상기 액체질소 분사부의 상기 분사노즐로 공급되며, 상기 액체질소 저장부에 채워진 액체질소가 상기 대기용기의 외부와 상기 액체질소 이송관의 외부를 함께 둘러싸고 있으며, 상기 외부케이스와 상기 외부케이스의 내부에 위치하는 상기 저장부 및 상기 안내통로의 사이에는 진공층이 형성되는 것을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치에 의해 달성된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 상기 액체질소 분사부는 상기 액체질소 이송관 과 연결되는 상부공간과 상기 상부공간의 아래에 형성되며 상기 개폐수단에 의해 개폐되는 개폐구와 상기 개폐구에서 상기 분사노즐로 연결되는 하부공간이 형성된 분사유도관을 포함하고, 상기 개폐수단은 상기 분사유도관의 상기 상부공간에 이동가능하게 설치되어 상기 분사유도관의 상기 개폐구를 선택적으로 개폐하는 개폐로드를 형성하는 것이 바람직하다.
또한 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 액체질소 분사장치는 상기 액체질소 저장부로 액체질소를 공급하는 액체질소 주입관 및 연장로드와, 상기 연장로드의 하단에 형성되어 상기 액체질소 저장부의 액체질소에 띄어지는 플로팅부와, 상기 연장로드의 상부에 형성되는 감지부와, 상기 연장로드의 상기 감지부를 감지하여 상기 연장로드의 상한위치와 하한위치를 감지하는 감지센서로 구성된 액체질소수위감지부를 포함하고, 상기 액체질소수위감지부에 의해 상기 액체질소 저장부의 액체질소의 수위가 하한에 도달한 것을 감지하면 상기 액체질소 저장부로 액체질소를 공급하고, 상기 액체질소수위감지부에 의해 상기 액체질소 저장부의 액체질소의 수위가 상한에 도달한 것을 감지하면 상기 액체질소 저장부로 액체질소를 공급하는 것이 중단되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 안내통로는 상기 액체질소 분사부의 상기 분사유도관을 둘러싸고 있어서 상기 안내통로의 액체질소가 상기 분사유도관을 둘러싸고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 액체질소 분사장치는 액체질소가 대기용기와 액체질소 이송 관을 통해 분사노즐로 공급되며 대기용기와 액체질소 이송관의 외부에 액체질소로 둘러싸인 액체질소층을 형성하였기 때문에 분사노즐로 공급되는 액체질소로 열이 전달되는 것을 최소화하는 효과가 있다.
본 발명은 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치에 관한 것으로서, 액체질소탱크로부터 공급된 액체질소를 저장하였다가 분사노즐을 통해 설정된 분사량으로 액체질소를 분사시킨다. 특히 본 발명에 따른 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치는 분사되기 이전의 액체질소가 머무르는 영역으로 열이 침투하는 것을 방지하기 위해 액체질소가 주입, 저장, 이송되는 배관을 3중 배관구조로 형성하며, 구체적으로 액체질소의 주입, 저장부를 2중 배관구조로 하여 진공층을 형성하고, 저장부 내측부분과 이송관은 3중 배관구조로 형성하여 진공층과 액체질소층을 형성하며, 따라서 1차적으로는 진공층에 의한 단열이 수행되고 2차적으로 액체질소층에 의한 단열이 수행되어 결과적으로 분사노즐로 이송되는 액체질소의 온도를 기화온도 이하로 유지시키는 것을 가능하게 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치의 구성에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치의 분사부와 주변구성을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체질소 분사장치(이하 '분사장치'라고 함)는 외부케이스(1)와 외부케이스(1)의 내측에 형성되는 액체질소 공급관(10), 액체질소 저장부(20), 안내통로(25) 및 액체질소 분사부(30)를 포함한다.
외부케이스(1)와 외부케이스(1)의 내부에 형성되는 액체질소 공급관(10), 액체질소 저장부(20), 안내통로(25) 및 액체질소 분사부(30)의 사이의 공간은 진공으로 된 진공층(5)을 형성한다. 외부케이스(1)와 내부의 구성들의 사이에 형성된 진공층(5)에 의해 외부케이스(1)로부터 외부케이스(1)의 내측의 각각의 구성들로 열의 전달이 차단된다. 외부케이스(1)의 내부에 설치되는 액체질소 공급관(10), 액체질소 저장부(20), 안내통로(25) 및 액체질소 분사부(30)는 외부를 유리섬유와 알루미늄 박판이 겹쳐져서 형성된 단열용 필름(미도시)으로 둘러싸서 단열용 필름에 의한 단열층을 형성한다. 단열용 필름은 열의 전도와 복사를 차단하는 기능을 한다. 따라서 단열용 필름과 진공층에 의해 1차적으로 액체질소의 단열이 이루어진다.
액체질소 공급관(10)은 외부로부터 공급된 액체질소가 후술할 액체질소 저장부(20)로 진입하는 공간으로서 수직하게 연장되어 형성된다. 액체질소 공급관(10)은 액체질소탱크(미도시)에 연결된 액체질소 주입관(3)에 연결된다. 액체질소 공급관(10)은 내부의 압력을 대기압으로 유지시키기 위해 외기에 연결된 통로를 갖는 대기압유지관(2)과 연결되도록 형성된다. 대기압유지관(2)은 액체질소가 저장되는 분사장치의 내부를 대기압으로 유지시키기 위한 것이며 기화된 질소를 외부로 배출시키는 기능을 동시에 수행하여 기화된 질소에 의해 분사장치 내부의 압력이 증가 하는 것을 방지한다. 분사장치 내부의 압력이 증가하면 후술할 분사노즐의 액체질소 분사량이 달라져서 의도한 분사량에서 벗어나게 된다. 분사장치 상단의 액체질소 주입관(3)과 대기압유지관(2)이 노출된 부분에는 히팅블록(7)에 둘러싸고 있어서 초저온의 액체질소가 대기상의 수증기가 응결하여 액체질소 주입관(3)과 대기압유지관(2)의 둘레에 얼어붙는 것을 방지한다.
액체질소 저장부(20)는 액체질소 공급관(10)의 아래에 연결되어 액체질소를 저장하는 저장탱크이다. 액체질소 저장부(20)에는 액체질소 공급관(10)을 통해 공급된 액체질소가 저장된다.
안내통로(25)는 액체질소 저장부(20)의 하부의 일측에 연결되어 있으며 후술할 액체질소 분사부(30)까지 연장된다. 안내통로(25)의 단부(26)는 액체질소 분사부(30)까지 연장된 후 막힌 구조이다. 안내통로(25)는 액체질소 저장부(20)와 연결되어 있으므로 액체질소는 액체질소 저장부(20)와 함께 안내통로(25)의 내부의 공간을 채우고 있다.
액체질소 저장부(20)의 내부에는 대기용기(22)가 형성된다. 대기용기(22)는 위쪽이 개방되어 있으며 대기용기(22)는 액체질소 저장부(20)의 액체질소의 수면 아래에 잠겨져 있으므로 대기용기(22)의 외부는 액체질소에 의해 둘러싸여 있다. 대기용기(22)의 위쪽이 개방되어 있기 때문에 액체질소 저장부(20)의 액체질소가 대기용기(22)의 내부로 흘러들어와 액체질소를 대기용기(22)로 공급한다. 대기용기(22)의 바닥에는 후술할 플로팅부(41)가 내측으로 안내되는 플로팅부안내부(23)가 형성된다.
액체질소 이송관(28)은 대기용기(22)의 하부에 연결되어 있고, 안내통로(25)의 내부를 따라 연장되고 후술할 액체질소 분사부(30)에 연결된다. 액체질소 이송관(28)은 안내통로(25)의 내부에 형성되기 때문에 액체질소 이송관(28)의 외부는 안내통로(25)의 내부에 채워진 액체질소에 의해 둘러싸여 있다.
액체질소 분사부(30)는 분사유도관(31)과 개폐로드(38)로 구성된다.
분사유도관(31)은 액체질소 이송관(28)에 연결되어 있으며 개폐로드(38)가 상하방향으로 움직임이 가능하게 설치되는 상부공간(32)과 상부공간(32)에 비해 내경이 작고 하단의 분사노즐(34)과 연결되는 하부공간(33)으로 이루어진다. 분사유도관(31)의 상부공간(32)과 하부공간(33)의 사이에는 개폐로드(38)에 의해 열리고 닫히는 개폐구(35)가 형성된다. 분사유도관(31)의 상부공간(32)은 안내통로(25)의 단부(26)가 둘러싸고 있으며 따라서 상부공간(32)은 안내통로(25)에 채워진 액체질소에 의해 둘러싸여 있다.
개폐로드(38)는 분사유도관(31)의 상부공간(32)을 관통하여 설치되며 공압실린더기구(39)에 의해 상하방향으로 이동하여 분사유도관(31)의 개폐구(35)를 열고 닫는다. 분사유도관(31)의 상부에는 액체질소가 누설되지 않도록 오링(37)이 형성된다. 개폐로드(38)가 하강하여 개폐구(35)를 닫으면 분사유도관(31)의 상부공간(32)과 하부공간(33)이 상호간에 차단되고 하부공간(33)으로 액체질소가 진입하지 못한다.
액체질소 수위감지부는 액체질소 공급관(10)의 상부에서 아래로 연장된 연장로드(40)와 연장로드(40)의 하단에 형성되는 중공구조의 플로팅부(41)와 연장로 드(40)의 상부에 형성되는 감지부(미도시) 및 분사장치의 연장로드(40)와 인접한 지점에 형성되는 수위상한감지센서(미도시)와 수위하한감지센서(미도시)로 구성된다. 액체질소 수위감지부를 구성하는 감지부, 수위상한감지센서 및 수위하한감지센서는 접촉식과 비접촉식을 포함하는 다양한 형태의 센서와 센서에 감지되는 수단이 사용될 수 있다.
연장로드(40)는 액체질소 공급관(10)의 아래로 길게 연장되며 하단에는 플로팅부(41)가 형성된다. 플로팅부(41)는 액체질소에 뜰 수 있도록 가벼운 중공구조로 형성된다. 플로팅부(41)가 형성된 연장로드(40)는 액체질소 저장부(20)의 액체질소의 수면위에 떠 있게 되며 액체질소 저장부(20)의 액체질소의 수위가 변화하면 연장로드(40)도 액체질소의 수위에 따라 상하방향으로 이동한다. 연장로드(40)는 액체질소의 수위에 따라 액체질소 공급관(10)의 내부에서 상하방향으로 자유롭게 움직이게 된다.
연장로드(40)의 상부에는 감지부가 형성되고 연장로드(40)의 상단에 인접한 분사장치의 소정의 영역에 수위상한감지센서와 수위하한감지센서가 형성된다. 액체질소 저장부(20)의 내부의 액체질소의 수위가 내려가면 연장로드(40)도 함께 내려가며 연장로드(40)에 형성된 감지부도 내려가고, 감지부가 수위하한감지센서에 감지되면 제어부가 액체질소 공급관(10)으로 액체질소를 공급한다. 액체질소 공급관(10)으로 액체질소가 공급되면 액체질소 저장부(20)의 액체질소의 수위가 상승하고 연장로드(40)도 함께 상승하며 연장로드(40)가 상승하여 감지부가 수위상한감지센서에 감지되면 제어부는 액체질소 공급관(10)으로의 액체질소의 공급을 중단한 다. 이러한 과정에 의해 액체질소 저장부(20)의 내부의 액체질소의 수위는 정해진 일정 구간 범위에서 유지된다.
제어부(미도시)는 수위상한감지센서와 수위하한감지센서에서 감지된 신호에 따라 액체질소탱크로부터 액체질소 공급관(10)으로 액체질소를 공급하거나 공급을 중단하도록 분사장치를 제어한다.
이하에서는 상기한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체질소 분사장치의 작동 및 작용효과에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 액체질소 분사장치는 음료캔에 뜨거운 음료를 주입한 상태에서 음료캔의 뚜껑을 덮어서 밀봉하기 이전에 음료캔으로 액체질소를 투하하는데 사용된다. 음료캔에 뜨거운 음료를 주입한 상태에서 바로 음료캔의 뚜껑을 덮어서 밀봉을 하게 되면 뜨거운 음료가 식어서 음료캔 내부의 공기가 수축되어 음료캔이 찌그러지게 된다. 따라서 음료캔을 밀봉하기 이전에 액체질소를 투하하면 액체질소가 기화하여 공기의 수축량을 보상하기 때문에 음료캔의 형태를 원형대로 유지할 수 있다.
액체질소 저장부(20)에는 액체질소가 상한까지 채워져 있는 상태에서 이하의 과정을 설명한다. 액체질소의 분사는 액체질소 분사부(30)의 개폐로드(38)를 상승시키면 시작된다. 개폐로드(38)가 상승하면 액체질소 저장부(20)에 저장된 액체질소가 대기용기(22), 액체질소 이송관(28), 분사유도관(31), 분사노즐(34)까지 일체로 이어진 상태가 된다. 액체질소 저장부(20)의 액체질소의 수면 위의 공간이 대기압이고 분사노즐(34)의 외부가 대기압이므로 액체질소 저장부(20)의 액체질소의 수 면의 높이와 분사노즐(34)의 높이의 차이에 해당하는 액체질소의 압력에 의해 액체질소가 분사노즐(34)로부터 분사된다.
액체질소가 분사되면 액체질소 저장부(20)에 저장된 액체질소의 수위가 낮아지고, 액체질소의 수위가 낮아짐에 따라 플로팅부(41)와 연장로드(40)가 하강하게 되어 연장로드(40)에 형성된 감지부도 내려가고, 감지부가 수위하한감지센서에 감지되면 제어부가 액체질소 공급관(10)으로 액체질소를 공급한다. 액체질소 공급관(10)으로 액체질소가 공급되면 액체질소 저장부(20)의 액체질소의 수위가 상승하고 연장로드(40)도 함께 상승하며 연장로드(40)가 상승하여 감지부가 수위상한감지센서에 감지되면 제어부는 액체질소 공급관(10)으로의 액체질소의 공급을 중단한다. 이러한 과정에 의해 액체질소 저장부(20)의 내부의 액체질소의 수위는 정해진 일정 구간 범위에서 유지된다.
개폐로드(38)가 하강하여 분사유도관(31)의 개폐구(35)를 닫으면 액체질소의 분사가 중단된다.
본 발명의 분사장치에서 액체질소의 수위가 유지되는 구간을 더 높게 설정하면 액체질소 저장부(20)의 액체질소의 수위와 분사노즐(34)의 사이의 높이차가 커지므로 압력차가 커져서 액체질소의 분사량을 증가시킬 수 있다. 이러한 방식으로 액체질소의 분사량을 조절할 수 있으며, 또는 분사노즐(34)의 구경의 크기를 변경하여 액체질소의 분사량을 조정할 수도 있다.
① 분사장치 내부의 단열유지
질소는 끓는점이 -196℃이다. 따라서 분사장치는 내부에 저장된 액체질소로 열이 전달되는 것을 차단하는 것이 매우 중요하다. 따라서 분사장치의 외부케이스(1)와 액체질소 공급부, 액체질소 저장부(20), 안내통로(25) 및 액체질소 분사부(30)의 사이의 공간은 단열을 위해 진공층(5)이 형성되어 있다.
본 발명의 분사장치는 액체질소 저장부(20)의 내부에 대기용기(22)가 형성되어 있고, 대기용기(22)의 내부에 채워진 액체질소가 대기용기(22)에 연결된 액체질소 이송관(28)을 통해 액체질소 분사부(30)로 공급된다. 그리고 대기용기(22)는 액체질소 저장부(20)의 내부의 액체질소에 완전히 잠겨진 상태에 있다. 대기용기(22)와 액체질소 분사부(30)의 사이를 연결하는 액체질소 이송관(28)도 역시 안내통로(25)의 내부에 형성된다. 안내통로(25)는 액체질소 저장부(20)와 연통되어 있으므로 액체질소 저장부(20)의 액체질소가 안내통로(25)의 빈 공간을 모두 채운다. 따라서 대기용기(22)와 액체질소 이송관(28)은 외부는 액체질소에 의해 둘러싸여 있다. 그리고 액체질소 분사부(30)로 공급되는 액체질소는 반드시 대기용기(22)와 액체질소 이송관(28)을 통해서만 공급되는 것이므로, 액체질소 분사부(30)로 공급되는 액체질소는 외부에서 액체질소층에 의해 둘러싸여 있다. 따라서 액체질소층은 '액체질소 분사부(30)로 공급되는 액체질소'로 열이 전달되지 못하도록 하는 냉각층 또는 단열층의 역할을 한다. 특히 안내통로(25)가 액체질소 분사부(30)의 둘레까지 형성되어 액체질소가 액체질소 분사부(30)까지 채워지기 때문에 단열효과는 더욱 향상된다. (도면에서는 구분을 쉽게 하기 위해 대기용기의 내부와 액체질소 이송관의 내부 등에 액체질소를 표시하지 않았지만, 이들 구성에 당연히 액체질소가 채워지게 된다.)
만약 액체질소층이 '액체질소 분사부(30)로 공급되는 액체질소'를 둘러싸고 있지 않은 경우를 가정하면, 분사장치의 내부로 침투한 열이 '액체질소 분사부(30)로 공급되는 액체질소'로 전달될 것이다. 액체질소로 열이 전달되면 액체질소의 일부분이 기화하고 기화된 질소는 위로 이동하거나 일부는 액체질소에 용존하게 되고 액체질소에 기화된 질소가 용존함에 따라 분사노즐(34)에서 분사되는 액체질소의 양이 의도한 양과 틀려질 것이다.
그러나 본 발명의 분사장치는 외부케이스(1)와 내부의 구성들의 사이의 진공층(5)을 뚫고 열이 내부로 침투하더라도 '대기용기(22) 및 액체질소 이송관(28)'의 외부에 형성된 액체질소층이 열전달을 차단한다. 따라서 '액체질소 분사부(30)로 공급되는 액체질소'로 열이 전달되지 못한다. 따라서 액체질소가 기화되지 않기 때문에 분사노즐(34)에서 분사되는 액체질소의 분사량은 설정된 분사량을 유지한다.
② 액체질소의 수위제어
액체질소 분사부(30)의 분사노즐(34)에서 액체질소를 분사하는 힘은 액체질소 저장부(20)에 저장된 액체질소의 수위(또는 대기용기(22)의 액체질소의 수위)의 높이와 분사노즐(34)의 높이의 차이에 따른 액체질소의 압력에 의해 발생하는 힘을 이용한 것이다. 즉 액체질소를 별도의 수단으로 강제로 압력을 발생시키는 것이 아니라 액체질소의 높이차에 따른 압력차에 의해 액체질소가 분사노즐(34)에서 분사된다.
액체질소 저장부(20)의 수위가 일정 구간을 벗어날 경우에는 액체질소의 수위의 높이와 분사노즐(34)의 높이의 차이가 예상된 범위를 벗어나게 되어 분사노 즐(34)의 분사력이 예정범위를 벗어나고 결국 액체질소의 분사량이 예정된 값을 벗어나게 된다. 위 설명한 바와 같이 본 발명의 분사장치의 분사노즐(34)에서 액체질소를 분사하는 힘은 액체질소 저장부(20)의 수위에 따른 압력차에 의한 것이기 때문이다. 따라서 액체질소의 분사량을 일정범위 이내로 유지하기 위해서는 액체질소 저장부(20)의 내부의 액체질소의 수위를 일정 범위 이내로 유지시켜줄 필요가 있다.
액체질소 저장부(20)의 액체질소의 수위의 하한을 대기용기(22)의 상단보다 높게 설정하면 대기용기(22)는 항상 가득 채워진 상태가 될 것이며, 액체질소 저장부(20)의 액체질소의 수위의 하한을 대기용기(22)의 상단보다 낮게 설정하면 대기용기(22)의 상단보다 대기용기(22) 내부의 액체질소의 수위가 낮아진 이후에 액체질소가 공급되게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치의 분사부와 주변구성을 부분적으로 도시한 단면도이다.

Claims (4)

  1. 외부케이스;
    상기 외부케이스의 내부에 위치하며 액체질소가 저장되는 액체질소 저장부;
    상기 외부케이스의 내부에 위치하며 상기 액체질소 저장부의 일측에 연결되어 연장되는 안내통로;
    상기 액체질소 저장부의 내부에 형성되며 위쪽이 열려지고 내부에 액체질소가 담겨지는 대기용기;
    상기 대기용기의 일측에 연결되고 상기 안내통로의 내부로 연장되는 액체질소 이송관; 및
    상기 액체질소 이송관과 연결되고 액체질소를 분사하는 분사노즐과 상기 분사노즐을 개폐하는 개폐수단이 형성된 액체질소 분사부를 포함하고,
    상기 액체질소 저장부의 액체질소가 상기 대기용기로 흘러들어가고 상기 대기용기의 액체질소가 상기 액체질소 이송관을 거쳐 상기 액체질소 분사부의 상기 분사노즐로 공급되며, 상기 액체질소 저장부에 채워진 액체질소가 상기 대기용기의 외부와 상기 액체질소 이송관의 외부를 함께 둘러싸고 있으며,
    상기 외부케이스와 상기 외부케이스의 내부에 위치하는 상기 저장부 및 상기 안내통로의 사이에는 진공층이 형성되는 것을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체질소 분사부는 상기 액체질소 이송관과 연결되는 상부공간과 상기 상부공간의 아래에 형성되며 상기 개폐수단에 의해 개폐되는 개폐구와 상기 개폐구에서 상기 분사노즐로 연결되는 하부공간이 형성된 분사유도관을 포함하고,
    상기 개폐수단은 상기 분사유도관의 상기 상부공간에 이동가능하게 설치되어 상기 분사유도관의 상기 개폐구를 선택적으로 개폐하는 개폐로드인 것을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액체질소 분사장치는 상기 액체질소 저장부로 액체질소를 공급하는 액체질소 주입관; 및
    연장로드와, 상기 연장로드의 하단에 형성되어 상기 액체질소 저장부의 액체질소에 띄어지는 플로팅부와, 상기 연장로드의 상부에 형성되는 감지부와, 상기 연장로드의 상기 감지부를 감지하여 상기 연장로드의 상한위치와 하한위치를 감지하는 감지센서로 구성된 액체질소수위감지부를 포함하고,
    상기 액체질소수위감지부에 의해 상기 액체질소 저장부의 액체질소의 수위가 하한에 도달한 것을 감지하면 상기 액체질소 저장부로 액체질소를 공급하고, 상기 액체질소수위감지부에 의해 상기 액체질소 저장부의 액체질소의 수위가 상한에 도달한 것을 감지하면 상기 액체질소 저장부로 액체질소를 공급하는 것이 중단되는 것을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 안내통로는 상기 액체질소 분사부의 상기 분사유도관을 둘러싸고 있어서 상기 안내통로의 액체질소가 상기 분사유도관을 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 3중 배관구조의 액체질소 분사장치.
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