KR20140142908A - 가이드를 구비한 해수식 기화기 - Google Patents

가이드를 구비한 해수식 기화기 Download PDF

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Abstract

가이드를 구비하는 해수식 기화기가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 해수식 기화기는, 입구배관과 출구배관을 연결하는 연결배관의 측면에 배치되는 가이드를 포함한다. 가이드는 해수가 오버플로되는 해수챔버의 하부에 위치한다. 요동이 발생하는 경우, 가이드는 해수챔버에서 오버플로된 해수가 연결배관의 표면을 따라 흐를 수 있도록 해수를 유도한다.

Description

가이드를 구비한 해수식 기화기{OPEN RACK VAPORIZER HAVING GUIDE}
본 발명은 가이드를 구비한 해수식 기화기에 관한 것으로, 특히 가이드를 구비하여 해상에서도 사용이 가능한 해수식 기화기에 관한 것이다.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG)를 기화하는 장치는, 해수를 이용하는 해수식 기화기(Open Rack Vaporizer, OVR)와 가스연소식 기화기(Submerged Vaporizer, SMV)가 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 해수식 기화기(10)에 대한 도면으로서, 도 1은 종래의 해수식 기화기(10)의 사시도이다. 그리고 도 2 및 도 3은 각각 도 1에 예시된 종래의 해수식 기화기(10)에 대한 정면도 및 측면도이다.
해수식 기화기는 -160℃의 액화천연가스를 0℃의 천연가스로 기화시키는데 해수의 열을 이용하는 것으로, 도 1 내지 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 액화천연가스가 유입되는 입구배관(12)과 연결되는 연결배관(16) 표면에 해수를 살수하여 해수의 온도를 이용하여 액화천연가스를 기화한다. 입구배관(12)과 출구배관(14) 사이에는 연결배관(16)이 다수 개가 설치되어 있다. 그리고 연결배관(16)의 좌우 측면에는 각각 해수를 공급하기 위한 해수챔버(18)가 길이 방향으로 길게 형성되어 있는데, 해수챔버(18)에서 오버플로(overflow)된 해수가 연결배관(16)의 표면을 따라서 흐르면서 열교환을 하게 되는 것이다. 액화천연가스는 입구배관(12)에서 연결배관(16)으로 유동하면서, 해수에 의해 기화되어 출구배관(14)으로 유출된다.
해수식 기화기는 액화천연가스를 기화하기 위해서 해수의 열을 이용하기 때문에, 해수를 끌어 올리는 펌프와, 해수를 취수하는 취수구 및 해수를 여과하는 필터 등 해수를 이용하기 위한 다양한 부대 설비를 갖추어야 한다. 따라서 해수식 기화기는 초기 설치 비용이 높다는 단점이 있다. 그러나 해수식 기화기는, 가스연소식 기화기에 비해 운용비가 상대적으로 저렴하다는 장점을 갖는다.
이와 같은 해수식 기화기는 육상에서 사용하는 경우에 비해, 해상에서 사용하는데 많은 문제점을 갖는다. 특히, 해상에서 사용하는 경우에는, 도 2 내지 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 선체가 요동하는 문제점이 발생하기 때문에 해수에 의한 열전달이 효율적으로 이루어지지 않는다는 문제점을 갖는다.
도 2는 종래의 해수식 기화기(10)에서 선체가 롤링(rolling)하는 경우 해수의 흐름을 나타내는 것으로, 해수챔버(18)에서 오버플로된 해수(20)가 모든 연결배관(16)의 표면을 따라서 흘러 내리지 않고, 일부 연결배관(16)에서 이탈됨을 알 수 있다. 그리고 도 3은 종래의 해수식 기화기(10)에서 선체가 피칭(pitching)하는 경우 해수의 흐름을 나타내는 것으로, 해수챔버(18)에서 오버플로된 해수(20)가 연결배관(16)의 표면을 따라서 흘러 내리지 않고, 연결배관(16)에서 이탈됨을 알 수 있다.
이와 같이, 롤링 또는 피칭과 같은 선체의 요동에 의해, 해수가 연결배관(16)의 표면을 따라서 흘러 내리지 않고 연결배관(16)에서 이탈하는 경우, 액화천연가스와 해수와의 열교환이 제대로 이루어지지 않아서 액화천연가스의 기화 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 이와 같은 이유로 인해서, 현재까지 해수식 기화기가 해상에서 사용되지는 않는 것으로 알려져 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 선체의 요동이 발생하는 해상에서도 사용이 가능한 해수식 기화기를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 해수식 기화기는, 입구배관과 출구배관을 연결하는 연결배관의 측면에 배치되는 가이드를 포함한다. 가이드는 해수가 오버플로되는 해수챔버의 하부에 위치한다. 요동이 발생하는 경우, 가이드는 해수챔버에서 오버플로된 해수가 연결배관의 표면을 따라 흐를 수 있도록 해수를 유도한다.
본 발명의 일 측면에 따른 해수식 기화기는 아래와 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 가이드는 연결배관 방향으로 하향 경사지게 배치된 외측가이드를 구비할 수 있다. 외측가이드는 해수챔버의 길이 방향으로 연속적으로 형성될 수 있다.
외측가이드의 내부에는 내측가이드가 형성되어 있으며, 내측가이드는 외측가이드의 길이 방향에 대해 일정한 각을 가지고 배치될 수 있다.
본 발명은 해수식 기화기가 설치된 선체가 요동하는 경우에도 해수를 연결배관 방향으로 흐르도록 유도함으로써 기화 효율을 높일 수 있는 해수식 기화기를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 해수식 기화기에 대한 사시도이다.
도 2는 종래의 해수식 기화기에서 선체가 롤링(rolling)하는 경우 해수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 해수식 기화기에서 선체가 피칭(pitching)하는 경우 해수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드를 구비한 해수식 기화기를 예시하는 사시도이다.
도 5는 도 4에서 하나의 입구배관, 출구배관 및 연결배관을 예시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 기화기의 가이드에 대한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 기화기에서, 선체가 요동하지 않는 경우 해수의 흐름을 예시하는 도면이다.
도 8은 도 7에서 선체가 롤링하는 경우 해수의 흐름을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 기화기에서, 선체가 요동하지 않는 경우 해수의 흐름을 예시하는 도면이다.
도 10은 도 9에서 선체가 피칭하는 경우 해수의 흐름을 예시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드(150)를 구비한 해수식 기화기(100)를 예시하는 사시도이고, 도 5는 도 4에서 하나의 입구배관(110), 출구배관(120) 및 연결배관(130)을 예시하는 사시도이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 기화기(100)는, 연결배관(130)의 좌우 측면에 각각 배치되는 가이드(150)를 포함한다. 해수식 기화기(100)가 설치된 선체의 요동이 발생하는 경우에도, 가이드(150)는 해수챔버(140)에서 오버플로된 해수가 연결배관(130)의 표면을 따라 흐를 수 있도록 해수를 유도하는 역할을 한다.
액화천연가스가 유입되는 입구배관(110)과, 기화된 천연가스(NG)를 수요처로 공급하는 출구배관(120) 사이에는 다수 개의 연결배관(130)이 구비되어 있다. 연결배관(130)의 상부 좌우 측면에는, 해수를 저장하고 그 일부를 오버플로하는 해수챔버(140)가 구비되어 있다. 그리고 해수챔버(140)의 하부에는 가이드(150)가 연결배관(130)의 좌우측면에 각각 대칭적으로 배치되어 있다. 도 4 내지 도 5에 예시된 실시예에 따른 해수식 기화기(100)에서는, 가이드(150)가 연결배관(130)의 높이 방향에 대해 좌우 대칭으로 각각 3열이 배치되어 있는 것으로 예시되어 있다.
가이드(150)의 배치 형태 및 배열수는 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다. 도 4 내지 도 5에서는, 가이드(150)가 연결배관(130)에 대해 좌우 대칭으로 배치되어 있는 것으로 예시되어 있지만, 좌우 비대칭으로 배치될 수도 있다. 또한, 가이드(150)는 연결배관(130)에 대해 1열 내지 2열 등 다양한 배치 형태를 가질 수 있음은 물론이다. 그리고 가이드(150)는 입구배관(110) 또는 출구배관(120)의 길이 방향에 대해 일체로 형성된 것으로 예시되어 있지만, 일정한 간격을 가지고 다수 개가 배치될 수도 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 기화기(100)의 가이드(150)에 대한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 가이드(150)는, 연결배관(130) 방향으로 하향 경사지게 배치된 외측가이드(152)와, 외측가이드(152)의 내측에서 수직으로 다수 개가 배치되는 내측가이드(164)를 구비한다.
외측가이드(152)는 연결배관(130) 방향으로 하향 경사지게 배치된다(도 9 내지 도 10 참조). 따라서 가이드(150)가 연결배관(130)에 대해 좌우 대칭으로 배치되는 경우, 좌우 한 쌍의 가이드(150)는 측면에서 볼 때 V 형상을 갖는다. 이와 같이 배치된 외측가이드(152)는, 해수식 기화기(100)가 설치된 선체가 요동하는 경우에도, 해수가 연결배관(130)의 바깥으로 흐르지 않고 연결배관(130) 방향으로 흐르도록 유도하는 역할을 한다.
외측가이드(152)는 해수챔버(140)의 길이 방향으로 연속적으로 형성되기 때문에, 연결배관(130)의 좌우측에는 각각 하나의 외측가이드(152)가 위치하게 된다. 물론, 외측가이드(152)를 연속적으로 형성하지 않고, 해수챔버(140)의 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 다수 개를 설치할 수도 있다.
외측가이드(152)의 내측에는 다수 개의 내측가이드(164)가 구비된다. 본 실시예에 따른 해수식 기화기(100)에서, 내측가이드(164)는 외측가이드(152)의 길이 방향에 대해 수직으로 배치되어 있는 것으로 예시되어 있지만, 수직 이외 다양한 각도를 가질 수 있다. 물론, 내측가이드(164)는 외측가이드(152)와 평행하게 배치되지는 않는다.
내측가이드(164)는, 해수식 기화기(100)가 설치된 선체가 요동하는 경우에도, 해수가 연결배관(130)의 일부에만 집중되지 않고 균일하게 유동할 수 있게 한다.
내측가이드(164)는 배치 각도 및 개수는, 해수식 기화기(100)의 크기 및 용량 등에 대응하여 다양하게 결정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 기화기(100)에서, 선체가 요동하지 않는 경우 해수(w)의 흐름을 예시하는 도면이고, 도 8은 도 7에서 선체가 롤링하는 경우 해수(w)의 흐름을 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 해수식 기화기(100)가 설치된 선체가 요동하지 않는 경우에는, 해수챔버(140)에서 오버플로된 해수(w)가 특정 위치의 연결배관(130)으로 치우치지 않고 균일하게 유동하게 됨을 알 수 있다.
그러나 도 8에서와 같이, 해수식 기화기(100)가 설치된 선체에 요동, 예를 들면 롤링이 발생한 경우, 해수챔버(140)에서 나온 해수(w)는, 연결배관(130) 방향으로 경사지게 배치된 외측가이드(152)의 내부로 유입된다. 그리고 외측가이드(152)의 내부에는, 다수 개의 내측가이드(164)가 일정한 간격으로 배치되어 있기 때문에, 해수(w)가 특정 부분(도 8에서는 우측 부분)으로 치우치지 않고 모든 연결배관(130)에 균일하게 공급된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 해수식 기화기(100)는, 외측가이드(152) 및 내측가이드(164)를 구비하는 가이드(150)가 연결배관(130)의 측면에 배치되어 있기 때문에, 해수식 기화기(100)가 설치된 선체의 롤링이 발생하는 경우에도, 연결배관(130)과 해수(w)의 열전달이 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 기화기(100)에서, 선체가 요동하지 않는 경우 해수(w)의 흐름을 예시하는 도면이고, 도 10은 도 9에서 선체가 피칭하는 경우 해수(w)의 흐름을 예시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 해수식 기화기(100)가 설치된 선체가 요동하지 않는 경우에는, 해수챔버(140)에서 오버플로된 해수(w)가 연결배관(130)의 외부로 이탈하지 않고 연결배관(130)의 표면으로 유동함을 알 수 있다. 그리고 가이드(150)의 외측가이드(152)는 연결배관(130) 방향으로 하향 경사지게 배치되어 있기 때문에, 가이드(150)의 가이드입구(158)는 가이드출구(162)에 대해 크게 형성되어 있다. 따라서 해수식 기화기(100)가 설치된 선체의 피칭이 발생하는 경우에도, 연결배관(130)의 바깥으로 튀어 나가는 해수(w)가 가이드(150)의 내부로 유입될 수 있게 된다.
도 10을 참조하면, 해수식 기화기(100)가 설치된 선체의 피칭이 발생하는 경우, 가이드(150)는 연결배관(130)의 바깥으로 튀어 나가는 해수(w)가 그 내부로 유입되게 한다. 그리고 가이드(150)의 외측가이드(152)는 연결배관(130) 방향으로 하향 경사지게 배치되기 때문에, 가이드(150)의 내부로 유입된 해수는 연결배관(130)의 표면 방향으로 흐르게 된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 해수식 기화기(100)는, 연결배관(130) 방향으로 하향 경사진 가이드(150)가 연결배관(130)의 측면에 배치되어 있기 때문에, 해수식 기화기(100)가 설치된 선체의 피칭이 발생하는 경우, 해수(w)가 연결배관(130)의 외부로 튀는 것을 방지함으로써 연결배관(130)과 해수(w)의 열전달이 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 해수식 기화기 110: 입구배관
120: 출구배관 130: 연결배관
140: 해수챔버 150: 가이드
152: 외측가이드 158: 가이드 입구
162: 가이드 출구 164: 내측가이드

Claims (4)

  1. 입구배관과 출구배관을 연결하는 연결배관의 측면에 배치되는 가이드를 포함하고,
    상기 가이드는 해수가 오버플로되는 해수챔버의 하부에 위치하며,
    요동이 발생하는 경우, 상기 가이드는 상기 해수챔버에서 오버플로된 해수가 상기 연결배관의 표면을 따라 흐를 수 있도록 해수를 유도하는 가이드를 구비하는 해수식 기화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 연결배관 방향으로 하향 경사지게 배치된 외측가이드를 구비하며,
    상기 외측가이드는 상기 해수챔버의 길이 방향으로 연속적으로 형성되는 가이드를 구비하는 해수식 기화기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외측가이드는 상기 연결배관의 좌우 측면에 각각 배치되는 가이드를 구비하는 해수식 기화기.
  4. 제2항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 외측가이드의 내부에는 내측가이드가 형성되어 있으며,
    상기 내측가이드는 상기 외측가이드의 길이 방향에 대해 일정한 각을 가지고 배치된 가이드를 구비하는 해수식 기화기.
KR1020130064640A 2013-06-05 2013-06-05 가이드를 구비한 해수식 기화기 KR101497560B1 (ko)

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