KR20140114705A - 가스용기 냉각 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스용기 냉각 방지 장치에 관한 것으로서, 가스용기를 둘러싸서 가열시키기 위한 발열패드; 가스용기의 온도를 측정하는 온도감지부; 온도감지부에 의해 측정된 온도에 기초하여 발열패드를 작동시키는 제어부를 포함한다.
액화가스 사용에 따른 기화열에 의해 용기 외부의 온도가 내려가게 되고, 온도측정센서가 온도를 측정하여 미리 설정된 온도조절알고리즘에 따라 가스용기 냉각 방지 장치의 발열패드가 발열한다.
가스용기내의 액화가스가 토출되기 위한 최적의 온도를 제공하고, 가스용기 내부의 잔량가스가 안정된 토출 압력을 유지하도록 하는 가스용기 냉각 방지 장치이다.

Description

가스용기 냉각 방지 장치{The Anti-Cooling Device for a Gas Vessel}

본 발명은 가스용기 냉각 방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스용기내의 액화가스가 토출되면서 생기는 기화열로 인해 가스용기의 온도가 저하됨을 방지하기 위한 가스용기 냉각 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 대부분의 상용가스는 보관과 유통의 원활 및 편의를 위해 저온으로 액화하여 가스용기에 주입 후 이용하고 있다.

하지만 액화가스는 사용 시 기화열에 의해 용기자체의 온도를 저하시켜 내부압력이 낮아지게 하므로, 일정량의 토출 압력(吐出壓力, discharge pressure)을 유지하기 어렵다.

또한 온도가 낮은 상태에서는 액화가스의 기화가 원활히 이루어지지 않아 용기하부에 존재하는 액화가스를 사용하기 어려운 문제가 있다.

이를 해결하기 위해, 가스용기를 별도의 가스를 사용하여 직접 가열하거나, 가스용기를 담을 수 있는 구조물에 넣어 물을 끊이는 중탕방법이 사용되고 있다.

이러한 가스용기를 이용하는 각종 현장에서는 가스 토출에 따른 냉각된 가스 용기의 온도를 높이기 위한 가열이 필요하다. 그러나 가열하기 위해서는 별도의 가스나 추가 장비가 필요하고, 이를 관리하고 사용하기 위한 별도의 인력이 필요하게 되는 어려움과 실행의 번거로움이 발생하는 문제점이 있다.

또한 가스용기를 사용하는 데 있어, 효율성이 낮아지고 편리성이 떨어지는 문제점이 생긴다.

이에 따라 가스 용기에 저장된 가스를 완전히 소모하지 않는 경우도 빈번하여, 에너지 낭비 문제와 이용률 저하에 따른 경제성의 문제, 잔량 가스에 의한 유해 가스 발생에 따른 환경오염 문제가 발생하고 있다.

따라서, 가스용기의 냉각을 방지시켜 토출 압력을 유지할 필요성이 있다.

본 발명과 관련된 배경기술로는 대한민국 특허공개번호 10-2003-0034709호(2009.10.22)의 '가스용기 과 냉각 방지 장치'가 있다.

본 발명은 가스용기의 냉각에 따른 가스용기 내 액화가스 토출 압력 저하를 방지하고, 액화가스가 소진될 때까지 안정된 토출 압력을 유지하도록 최적 온도를 자동으로 조절하는 가스용기 냉각 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 가스용기 냉각 방지 장치는 가스용기를 둘러싸서 가열시키기 위한 발열패드; 가스용기의 온도를 측정하는 온도감지부; 온도감지부에 의해 측정된 온도에 기초하여 발열패드를 작동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 온도감지부는 복수개의 온도감지센서를 포함하여 구성되고, 상기 복수개의 온도감지센서는 상기 가스용기의 길이 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는 복수개의 온도감지센서가 측정한 온도를 비교하여 서로 이웃한 온도감지센서 간의 온도 차가 가장 큰 대응 지점을 액화가스의 잔량 높이로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 가스용기의 상태를 나타내는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 발열패드를 발열시키기 위한 기준온도를 입력받는 설정부를 더 포함하되, 제어부는 온도감지부에 의해 측정된 가스용기의 온도를 상기 기준온도와 비교하여 발열패드를 작동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 발열패드가 가스용기에 밀착되도록 고정하는 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 체결부는 벨크로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 가스용기 냉각 방지 장치를 이용하는 경우 가스용기의 냉각을 방지하는데 별도 장치나 인력이 필요치 않고, 가스사용률이 높아지게 되어 생산성의 증대 및 효율성 증가, 환경보호에 도움이 되는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 사용 시 제품에 충격이나 압력이 가해지지 않는 구조로 특별한 사정이 없는 한 유지 보수가 필요 없어 경제적인 측면에서도 우수한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치의 전개도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치를 가스용기에 결합한 결합도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치의 온도 조절 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치의 각 온도감지센서 동작에 따라 발열레벨과 잔량이 표시되는 구체예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가스용기 냉각 방지 장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치의 기능 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치의 전개도를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치를 가스용기에 결합한 결합도를 나타내는 도면이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치의 온도 조절 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치는 발열패드(100), 온도감지부(200) 및 제어부(300)를 포함한다.

발열패드(100)는 가스용기(800)를 둘러싸서 가열시킨다.

발열패드(100) 내부에는 열선이나 면상발열체와 같은 발열체(150)가 구비되어 있다.

발열체(150)를 열전달물질이 감싸고 있고, 상기 열전달물질은 폴리머 겔(polymer gel)과 같이 열을 잘 전달할 뿐만 아니라, 안정성이 높고 모양이 고정되지 않는 물질이 바람직하다.

온도감지부(200)는 온도측정센서를 구비하여 가스용기(800)의 온도를 측정한다.

상기 온도측정센서는 단수 또는 복수개로 구성되어. 가스용기(800)의 길이 방향으로 배치될 수 있도록 한다.

이와 같이 온도감지부(200)의 온도측정센서가 복수개로 구비되어 가스용기(800)의 길이 방향으로 배치되는 경우, 액화가스가 담긴 가스용기(800)의 높이별 온도를 측정할 수 있다.

제어부(300)는 온도감지부(200)에서 측정된 온도를 기초로 발열패드(100)를 작동시킨다.

또한, 제어부(300)는 온도감지부(200)가 복수개의 온도측정센서로 구성된 경우 측정한 온도를 비교하여 서로 이웃한 온도감지센서 간의 온도 차가 가장 큰 대응 지점을 액화가스의 잔량 높이로 판단한다.

또한, 본 발명은 표시부(400), 설정부(500), 체결부(600)를 더 포함할 수 있다.

표시부(400)는 가스용기(800)의 여러 가지 상태를 나타낸다.

표시부(400)는 디스플레이(display)를 포함한다.

표시부(400)가 나타내는 가스용기(800)의 상태에는 현재 가스용기(800)의 온도, 발열시키기 위한 기준온도, 액화가스의 잔량 등이 있다.

설정부(500)는 발열패드(100)를 발열시키기 위한 기준온도를 입력받는다.

기준온도는 이하 후술하기로 한다.

체결부(600)는 발열패드(100)가 가스용기(800)에 밀착되도록 고정한다.

체결부(600)는 벨크로(찍찍이, velcro)를 포함하여 구성될 수 있어, 가스용기(800)와 가스용기 냉각 방지 장치 간의 고정시 체결부(600)의 연결이 용이하도록 할 수 있다.

체결부(600)로 발열패드(100)와 가스용기(800)를 밀착시키는 경우, 그 밀착면을 통해 발열패드(100)에서 가스용기(800)로의 열전달이 원활하게 이루어질 수 있다.

이와 같이 이루어진 가스용기 냉각 방지 장치의 작동을 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 가스용기 냉각 방지 장치에 전원이 인가된다(S10).

이어서, 사용자로부터 가스용기 냉각 방지 장치의 자동모드 여부에 대한 선택을 입력받는다(S20).

자동모드는 온도감지센서가 동작하여 가스용기(800)의 온도를 측정한 뒤, 제어부(300)가 발열패드(100)를 자동으로 작동시키는 것을 의미한다.

단계(S20)에서 자동모드가 선택되지 않은 경우에는 수동온도 조절로 발열패드(100)가 작동된다(S80). 이 경우, 발열패드(100)는 사용자가 설정부(500)를 통해 설정한 온도로 일정하게 발열 작동한다.

이하, 자동모드 선택 시 가스용기 냉각 방지 장치의 작동을 설명한다.

자동모드시 온도감지부(200)의 온도감지센서가 동작한다(S30).

가스용기 내의 액화가스를 사용하게 되는 경우, 액화가스 토출에 따른 기화열 발생으로 남아있는 액화가스의 높이에 대응하여 용기 외부의 온도가 내려가게 된다.

상기 온도 변화를 온도감지부(200)에 부착된 온도감지센서가 가스용기(800)의 높이별로 측정하여(S40) 제어부(300)에 전달한다.

제어부(300)는 온도감지부(200)에 부착된 온도감지센서로부터 받는 온도값을 입력받는다.

이어서, 제어부(300)는 기준온도와 온도감지부(200)에 의해 측정된 온도값을 비교한다(S50).

기준온도란 발열작동을 시작하는 온도로, 제어부(300)는 기준온도 이하의 온도값을 온도감지부(200)로부터 입력받게 되면 발열패드(100)를 발열 작동시킨다.

기준온도와 비교되는 온도값은, 온도감지부(200)의 단수 또는 복수개의 온도감지센서로부터 측정된 온도값 중 최저온도가 될 수도 있고, 측정된 온도값의 평균값이 될 수도 있다. 이와 같이 기준온도와 비교되는 측정된 온도값은 사용자의 필요에 따라 설정할 수 있다.

단계(S50)에서의 판단결과, 기준온도보다 온도감지부(200)에 의해 측정된 온도값이 높은 경우에는 발열패드(100)를 작동시키지 않는다.

그러나 기준온도보다 온도감지부(200)에 의해 측정된 온도값이 낮은 경우에는, 제어부(300)는 발열패드(100)에 전원을 공급하여 발열패드(100)의 발열체(150)를 발열시킨다(S60).

그러면, 발열패드(100)의 발열로 발열패드(100)와 접하여 체결된 가스용기(800)에 열이 전달되고, 가스용기(800)는 액화가스 토출에 따른 냉각이 방지된다.

발열패드(100)가 발열하는 온도인 기준온도는 설정부(500)를 통해 액화가스의 종류나 잔량에 따라 다르게 설정될 수 있다.

다음으로, 제어부(300)는 사용자로부터 종료명령이 입력되는지 판단한다(S70). 판단결과 종료명령이 입력되는 경우에는 모든 프로세스를 종료하지만, 종료명령이 입력되지 않는 경우에는 단계(S40)으로 회귀하여 S40이하의 단계를 반복 수행한다.

이에 따라, 가스용기(800)는 최적의 온도 조건으로 유지될 수 있다.

상기 단계(S70)에서 종료명령이 입력되는 경우라 함은 사용자로부터 종료명령이 입력되는 경우뿐만 아니라 해당 가스용기 냉각 방지 장치의 전원이 오프(off)되는 등의 경우를 모두 포함한다.

한편, 본 발명은 가스용기(800)내 액화가스의 잔량을 파악할 수 있다.

이를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

온도감지부(200)는 복수개의 온도감지센서를 포함되어 구성되고, 상기 복수개의 온도감지센서는 가스용기(800)의 길이 방향으로 배치될 수 있다.

이와 같이 온도감지센서가 배치된 경우, 제어부(300)는 복수개의 온도감지센서가 측정한 온도를 비교하여 서로 이웃한 온도감지센서 간의 온도 차가 가장 큰 대응지점을 판단할 수 있다.

상기 대응지점은 액화가스의 잔량 높이가 된다.

이는 액화가스 토출에 따라 기화열이 발생하고, 액화가스의 잔량이 있는 경계 부분에서 기화열에 따라 가스용기가 냉각되는 것이 가장 현저하게 나타나기 때문이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기 냉각 방지 장치의 각 온도감지센서 동작에 따라 발열레벨과 잔량이 표시되는 구체예를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하여 온도감지부(200)의 복수개의 온도감지센서가 구성되어 있는 경우 각 온도감지센서의 동작에 따른 가스용기 냉각 방지 장치 작동의 구체예를 설명한다.

최상단에 위치하는 센서① 내지 최하단에 위치하는 센서⑩까지 기준온도 이하의 온도를 측정한 경우, 제어부(300)는 가스잔량이 50%인 것으로 인식하여 이를 표시부(400)에 표시하고 발열패드(100)의 발열레벨을 가장 높은 레벨, 예를 들어 발열레벨10으로 설정한다.

센서② 내지 센서⑩까지 기준온도 이하의 온도를 측정하는 경우 가스잔량이 45%인 것으로 인식하여 표시부(400)에 표시하고 발열패드(100)의 발열레벨을 그 다음 레벨, 예를 들어 발열레벨9로 설정한다.

또한, 센서③ 내지 센서⑩까지 기준온도 이하의 온도를 측정하는 경우, 제어부(300)는 가스잔량이 40%인 것으로 인식하여 이를 표시부(400)에 표시하고 발열패드(100)의 발열레벨을 예를 들어 발열레벨8로 설정한다.

그리고 센서⑩만 기준온도 이하의 온도를 측정하는 경우, 제어부(300)는 가스잔량은 5%인 것으로 인식하여 이를 표시부(400)에 표시하고 발열패드(100)의 발열레벨을 가장 낮은 레벨, 예를 들어 발열레벨1로 설정한다.

이와 같이 각 센서의 온도측정 정도와 그에 따른 제어부(300)의 인식에 따라, 각각 가스잔량을 표시하고 설정된 발열레벨에 따라 발열패드(100)를 작동시킨다.

물론, 용기온도가 기준온도보다 높아지면, 제어부(300)는 발열패드(100)가 발열작동하지 않도록 제어한다.

이와같이, 본 발명에 따르면 가스용기의 냉각에 따른 가스용기 내 액화가스 토출 압력 저하를 방지하고, 액화가스가 소진될 때까지 안정된 토출 압력을 유지하도록 최적 온도를 자동으로 조절할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 발열패드 150 : 발열체
200 : 온도감지부 300 : 제어부
400 : 표시부 500 : 설정부
600 : 체결부 700 : 전원부
800 : 가스용기

Claims (7)

1. 가스용기를 둘러싸서 가열시키기 위한 발열패드;
   상기 가스용기의 온도를 측정하는 온도감지부;
   상기 온도감지부에 의해 측정된 온도에 기초하여 상기 발열패드를 작동시키는 제어부를 포함하는 가스용기 냉각 방지 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 온도감지부는 복수개의 온도감지센서를 포함하여 구성되고, 상기 복수개의 온도감지센서는 상기 가스용기의 길이 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 가스용기 냉각 방지 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 복수개의 온도감지센서가 측정한 온도를 비교하여 서로 이웃한 온도감지센서 간의 온도 차가 가장 큰 대응 지점을 액화가스의 잔량 높이로 판단하는 것을 특징으로 하는 가스용기 냉각 방지 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 가스용기의 상태를 나타내는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스용기 냉각 방지장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 발열패드를 발열시키기 위한 기준온도를 입력받는 설정부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 온도감지부에 의해 측정된 가스용기의 온도를 상기 기준온도와 비교하여 상기 발열패드를 작동시키는 것을 특징으로 하는 가스용기 냉각 방지 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 발열패드가 상기 가스용기에 밀착되도록 고정하는 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스용기 냉각 방지 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 체결부는 벨크로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스용기 냉각 방지 장치.

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