KR20180024129A - 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템 - Google Patents

안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템 Download PDF

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박상민
남기일
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 수요처에 가스를 공급하기 위한 가스공급부로부터 공급되는 가스의 압력을 조절하기 위한 압력조절부, 상기 압력조절부에서 공급되는 가스의 온도를 조절하기 위한 제1열교환부, 및 상기 수요처에 가스를 공급하도록 상기 제1열교환부에서 공급되는 가스를 압축하는 압축부를 포함하고, 상기 제1열교환부는 상기 압축부에 공급되는 가스의 온도가 기설정된 기준온도에 속하도록 가스의 온도를 조절하며, 상기 압력조절부는 상기 압축부로 공급되는 가스의 밀도가 균일하도록 상기 가스공급부에서 공급되는 가스의 분자량에 따라 가스의 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에 관한 것이다.

Description

안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템{Gas Compressor System having Safty Function}
본 발명은 가스압축기의 서지 현상 발생에 대비하기 위한 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 가스압축기는 가스나 공기의 압력을 높이는 장치로써, 연결 장치의 저항에 대하여 밀도가 높은 가스를 내보내어 압축 공기 기구, 착암기 등을 운전하거나 공기 구동 장치의 압력 원천으로 사용된다.
이러한 가스압축기는 운전 상황에 따라, 서지(Surge) 현상이 발생한다.
서지(Surge) 현상이란, 압축기를 통과하는 불안정 공기 흐름의 상태를 의미하는 것으로, 정격유량의 범위보다 낮은 흐름이 유지될 경우 압축기의 토출압(Discharge Pressure)이 부 배관 내의 압력보다 상대적으로 감소하게 되어 압축기 내로 역 흐름(Reverse Flow)이 형성되고, 시간이 지남에 따라 배출부의 흐름 양이 감소하게 되어 다시 흐름이 정 방향으로 흐르게 되는 순서가 빠른 속도로 반복되는 현상을 말한다. 이에 따라, 서지 현상은 소음 및 진동을 발생시키므로, 압축기를 손상 내지 파손시키게 된다. 따라서, 상기와 같이 가스압축기의 손상 내지 파손을 방지하기 위해 가스압축기 시스템에는 서지 현상을 방지하기 위한 서지 방지 시스템을 구비하고 있다.
한편, 가스의 밀도는 가스의 분자량, 온도, 압력에 따라 달라진다.
종래 기술에 따른 가스압축기 시스템은 서지 현상을 방지하기 위해 가스압축기로 유입되는 가스 밀도에 따라 가스압축기가 가스를 압축하는 압축률을 달리하여 균일한 밀도의 가스를 수요처에 공급한다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 가스압축기 시스템은 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 종래 기술에 따른 가스압축기 시스템은 가스 밀도에 따라 가스압축기가 압축률을 달리하므로 가스압축기에 걸리는 부하가 증대됨으로써, 가스압축기가 쉽게 손상 내지 파손되어 가스압축기에 대한 유지보수 및 교체 비용이 증대되는 문제가 있다.
둘째, 종래 기술에 따른 가스압축기 시스템은 가스의 밀도가 압력 뿐만 아니라 온도와 분자량에도 영향을 받으므로, 압력만을 조절하는 가스압축기를 이용하여 밀도가 균일한 압축가스를 안정적으로 수요처에 공급하는데 한계가 있는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 가스압축기에 걸리는 부하를 감소시킬 수 있는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 수요처에 밀도가 균일한 가스를 안정적으로 공급할 수 있는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템은 수요처에 가스를 공급하기 위한 가스공급부로부터 공급되는 가스의 압력을 조절하기 위한 압력조절부; 상기 압력조절부에서 공급되는 가스의 온도를 조절하기 위한 제1열교환부; 및 상기 수요처에 가스를 공급하도록 상기 제1열교환부에서 공급되는 가스를 압축하는 압축부를 포함할 수 있다. 상기 제1열교환부는 상기 압축부에 공급되는 가스의 온도가 기설정된 기준온도에 속하도록 가스의 온도를 조절하며, 상기 압력조절부는 상기 압축부로 공급되는 가스의 밀도가 균일하도록 상기 가스공급부에서 공급되는 가스의 분자량에 따라 가스의 압력을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템은 상기 압축부와 상기 수요처 사이에 설치되고, 상기 수요처에서 요구하는 가스의 온도에 부합되도록 상기 압축부에서 공급되는 가스의 온도를 조절하기 위한 제2열교환부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에 있어서, 상기 압력조절부는 상기 가스공급부와 상기 제1열교환부를 연결하는 공급배관의 개도를 조절하여 상기 제1열교환부로 공급되는 가스의 압력을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에 있어서, 상기 제1열교환부는 상기 압축부의 전단에서 1차로 가스의 온도를 조절하고, 상기 제2열교환부는 상기 압축부의 후단에서 2차로 가스의 온도를 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템은 상기 압력조절부와 상기 제1열교환부 사이에 일측이 연결되고 상기 제2열교환부와 상기 수요처 사이에 타측이 연결되며 가스를 이동시키기 위한 순환배관에 설치되고, 상기 순환배관을 개폐하기 위한 안티서지밸브; 및 상기 안티서지밸브를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 압축부에 공급되는 가스의 유량이 기설정된 기준유량 이하이면, 상기 제2열교환부에서 배출되는 가스가 상기 제1열교환부로 공급되게 상기 순환배관을 개방하도록 상기 안티서지밸브를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에 있어서, 상기 제1열교환부는 상기 순환배관이 개방되면, 상기 압축부에 공급되는 가스의 유량이 증가되도록 기설정된 기준온도보다 높게 가스의 온도를 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템은 상기 제1열교환부와 상기 압축부 사이에 설치되고, 상기 압축부에 공급되는 가스의 유량을 측정하기 위한 센서부를 포함할 수 있다. 상기 센서부는 상기 제어부에 연결되며, 측정한 가스 유량 정보를 상기 제어부에 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에 있어서, 상기 제어부는 상기 압축부에 공급되는 가스의 유량이 기설정된 기준유량을 초과하면, 상기 순환배관이 폐쇄되도록 상기 안티서지밸브를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에 있어서, 상기 제1열교환부는 상기 순환배관이 폐쇄되면, 기설정된 기준온도에 속하도록 가스의 온도를 조절할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 가스압축기의 전단에서 가스압축기에 공급되는 가스의 밀도를 균일하게 조절할 수 있으므로, 가스압축기에 걸리는 부하를 감소시켜 가스압축기에 대한 유지보수 비용 및 교체 비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 가스압축기의 전단에서 가스압축기에 공급되는 가스의 밀도를 균일하게 조절할 수 있으므로, 수요처에 밀도가 균일한 가스를 안정적으로 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템의 개략적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에서 제2열교환부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 3은 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에서 안티서지밸브 및 제어부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 4는 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에서 서지 발생 시 제어부가 안티서지밸브를 제어하는 것을 설명하기 위한 개략적인 작동상태도
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템의 개략적인 블록도, 도 2는 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에서 제2열교환부를 설명하기 위한 개략적인 블록도, 도 3은 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에서 안티서지밸브 및 제어부를 설명하기 위한 개략적인 블록도, 도 4는 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템에서 서지 발생 시 제어부가 안티서지밸브를 제어하는 것을 설명하기 위한 개략적인 작동상태도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 가스를 공급하는 가스공급부(10)로부터 가스를 사용하는 수요처(20)에 안정적으로 가스를 공급하기 위한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 가스를 압축하는 가스압축기의 전단에서 가스의 밀도를 균일하게 조절하여 상기 가스압축기에 공급함으로써, 상기 수요처(20)에 밀도가 균일한 가스를 안정적으로 공급할 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 압력조절부(2), 제1열교환부(3) 및 압축부(4)를 포함한다.
가스의 밀도는 가스의 분자량, 압력 및 온도에 따라 달라진다. 따라서, 상기 가스의 밀도를 균일하게 하기 위해서는 상기 가스의 분자량, 압력 및 온도를 모두 고려하여야 한다. 상기 가스의 분자량은 가스의 종류에 따라 달라질 수 있다. 상기 가스의 압력은 상기 압력조절부(2)에 의해 조절될 수 있다. 상기 가스의 온도는 상기 제1열교환부(3)에 의해 조절될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 가스의 분자량에 따라 가스의 압력 및 온도를 조절할 수 있으므로, 가스의 밀도를 균일하게 할 수 있다.
상기 가스공급부(10)는 해상 또는 육상에서 가스를 채취하여 공급할 수 있다. 상기 가스공급부(10)는 해상 또는 육상에서 채취되어 이송된 가스를 공급할 수도 있다. 상기 가스공급부(10)는 상기 압력조절부(2)와 공급배관(21)을 통해 연결될 수 있다. 상기 공급배관(21)은 가스가 이동할 수 있는 관 또는 파이프와 같은 관로일 수 있다. 상기 가스공급부(10)는 가스를 이동시키기 위한 임펠러, 압축기 등을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 가스공급부(10)는 채취한 가스를 상기 압력조절부(2)에 공급할 수 있다. 상기 가스공급부(10)는 가스의 종류에 따라 분자량이 다른 가스를 상기 압력조절부(2)에 공급할 수 있다.
상기 수요처(20)는 가스를 사용하는 곳이다. 예컨대, 상기 수요처(20)는 가스를 이용하여 물품을 제조하는 공장, 가스를 이용하여 전기를 생산하는 발전소 및 가스를 이용하여 난방을 하는 가정일 수 있다. 상기 수요처(20)는 관로를 통해 상기 압축부(4)에 연결됨으로써, 상기 압축부(4)에서 압축된 가스를 공급받을 수 있다. 상기 압축부(4)에 균일한 밀도의 가스가 공급되면, 상기 수요처(20)는 균일한 밀도의 가스를 안정적으로 공급받을 수 있다.
이하에서는, 상기 압력조절부(2), 상기 제1열교환부(3) 및 상기 압축부(4)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 압력조절부(2)는 수요처(20)에 가스를 공급하기 위한 가스공급부(10)로부터 공급되는 가스의 압력을 조절하기 위한 것이다. 상기 압력조절부(2)는 일측이 상기 가스공급부(10)에 연결되고, 타측이 상기 제1열교환부(3)에 연결된다. 상기 압력조절부(2)는 관 또는 파이프와 같은 관로로 이루어진 공급배관(21)을 통해 상기 가스공급부(10)와 상기 제1열교환부(3)에 각각 연결될 수 있다. 상기 압력조절부(2)는 상기 가스공급부(10)에서 공급되는 가스의 압력을 조절하여 상기 제1열교환부(3)로 공급할 수 있다.
상기 압력조절부(2)는 상기 공급배관(21)의 개도를 조절하여 상기 제1열교환부(3)에 공급되는 가스의 압력을 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 압력조절부(2)는 밸브(Valve)일 수 있다. 상기 압력조절부(2)는 상기 가스공급부(10)로부터 공급되는 가스의 종류. 즉, 가스의 분자량에 따라 가스의 압력을 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 압력조절부(2)는 상기 가스공급부(10)에서 공급되는 가스의 분자량이 크면, 상기 공급배관(21)의 개도를 감소시켜 상기 제1열교환부(3)에 공급되는 가스의 압력을 감소시킬 수 있다. 예컨대, 상기 압력조절부(2)는 상기 가스공급부(10)에서 공급되는 가스의 분자량이 작으면, 상기 공급배관(21)의 개도를 증가시켜 상기 제1열교환부(3)에 공급되는 가스의 압력을 증가시킬 수 있다. 이 경우, 상기 제1열교환부(3)는 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 온도가 기설정된 기준온도에 속하도록 가스의 온도를 조절할 수 있다. 즉, 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 밀도가 상기 압력조절부(2)에 의해 조절될 수 있도록 상기 제1열교환부(3)는 가스의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 상기 기준온도는 상기 압축부(4)를 손상 내지 파손시키지 않는 가스의 온도를 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 이에 따라, 상기 압력조절부(2)는 상기 압축부(4)로 공급되는 가스의 밀도가 균일하도록 가스의 압력을 조절할 수 있다.
상기 제1열교환부(3)는 상기 압력조절부(2)에서 공급되는 가스의 온도를 조절하기 위한 것이다. 상기 제1열교환부(3)는 일측이 상기 압력조절부(2)에 연결되고, 타측이 상기 압축부(4)에 연결될 수 있다. 상기 제1열교환부(3)는 관로를 통해 상기 압력조절부(2)와 상기 압축부(4)에 각각 연결될 수 있다. 상기 제1열교환부(3)는 제1열교환매체를 통해 상기 가스의 온도를 조절할 수 있다. 상기 제1열교환매체는 가스를 냉각시키거나 가열시키기 위한 것으로, 물, 해수 및 가스 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 제1열교환부(3)는 상기 압력조절부(2)에서 공급되는 가스가 이동하는 관로와 상기 제1열교환매체가 이동하는 관로를 근접시킴으로써, 상기 압축부(4)로 공급되는 가스의 온도를 조절할 수 있다. 이 경우, 상기 가스가 이동하는 방향과 상기 제1열교환매체가 이동하는 방향은 반대 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 가스와 상기 제1열교환매체가 열교환을 할 수 있으면 동일한 방향일 수도 있다. 상기 제1열교환부(3)에서 온도가 조절된 가스는 상기 압축부(4)로 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1열교환부(3)는 상기 압축부(4)의 전단에서 상기 가스의 온도를 조절할 수 있다.
상기 제1열교환부(3)는 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 온도가 기설정된 기준온도에 속하도록 가스의 온도를 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 제1열교환부(3)는 상기 압력조절부(2)에서 공급되는 가스의 온도가 기준온도보다 높을 경우, 가스와 열교환하는 제1열교환매체의 유량을 증가시키거나 온도가 더 낮은 제1열교환매체를 공급함으로써 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 온도를 기준온도에 속하도록 냉각시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제1열교환부(3)는 상기 압력조절부(2)에서 공급되는 가스의 온도가 기준온도보다 낮을 경우, 가스와 열교환하는 제1열교환매체의 유량을 감소시키거나 온도가 더 높은 제1열교환매체를 공급함으로써 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 온도를 기준온도에 속하도록 가열할 수 있다. 상기 제1열교환부(3)는 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 유량이 기설정된 기준유량 이하인 비상 상황의 경우, 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 유량이 증가되도록 기설정된 기준온도보다 높게 가스의 온도를 조절할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 비상 상황 시 상기 제1열교환부(3)에 공급되는 가스를 비상 상황이 아닌 경우에 비해 덜 냉각시킴으로써, 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 유량을 증가시킬 수 있다.
상기 압축부(4)는 상기 수요처(20)에 가스를 공급하도록 상기 제1열교환부(3)에서 공급되는 가스를 압축한다. 상기 압축부(4)는 일측이 상기 제1열교환부(3)에 연결되고, 타측이 상기 수요처(20)에 연결될 수 있다. 상기 압축부(4)는 관로를 통해 상기 제1열교환부(3)와 상기 수요처(20)에 각각 연결될 수 있다. 상기 압축부(4)는 가스를 포함하는 기체를 압축시켜 압력을 높이는 기계적 장치로써, 가스압축기(Gas Compressor)일 수 있다. 상기 압축부(4)는 작동방식에 따라 왕복동, 원심형, 축류, 스크류 방식이 적용될 수 있다. 이에 따라, 상기 압축부(4)는 상기 제1열교환부(3)에서 공급되는 가스를 압축시켜 상기 수요처(20)에 압축한 압축가스를 공급할 수 있다. 상기 압축부(4)는 상기 수요처(20)에 균일한 밀도를 갖는 가스를 공급하기 위해 가스의 분자량에 따라 다른 압축률로 가스를 압축할 수 있으나, 상기 압축부(4)의 전단에 설치되는 상기 압력조절부(2)와 상기 제1열교환부(3)에 의해 균일한 밀도를 갖는 가스를 공급받으므로 동일한 압축률로 가스를 압축할 수 있다. 이에 따라, 상기 수요처(20)는 균일한 밀도를 갖는 가스를 안정적으로 공급받을 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 상기 압력조절부(2)와 상기 제1열교환부(3)가 상기 압축부(4)의 전단에 설치되고, 상기 제1열교환부(3)가 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 온도를 일정하게 조절하고 상기 압력조절부(2)가 가스의 분자량에 따라 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 밀도를 균일하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 상기 수요처(20)에 균일한 밀도의 가스를 공급하기 위해 가스의 분자량에 따라 상기 압축부(4)가 압축률을 수시로 변경할 필요가 없으므로, 상기 압축부(4)의 부하를 감소시켜 상기 압축부(4)에 대한 유지보수 비용 및 교체 비용을 절감할 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 제2열교환부(5)를 포함할 수 있다.
상기 제2열교환부(5)는 상기 수요처(20)에서 요구하는 가스의 온도에 부합되도록 상기 압축부(4)에서 공급되는 가스의 온도를 조절하기 위한 것이다. 이를 위해, 상기 제2열교환부(5)는 상기 압축부(4)와 상기 수요처(20) 사이에 설치될 수 있다. 따라서, 상기 제2열교환부(5)는 상기 압축부(4)의 후단에서 가스의 온도를 조절할 수 있다. 상기 제2열교환부(5)는 상기 압축부(4)에서 공급되는 압축가스가 이동하는 관로와 제2열교환매체가 이동하는 관로를 근접시킴으로써, 상기 수요처(20)에 공급되는 가스의 온도를 조절할 수 있다. 이 경우, 상기 제2열교환매체는 상기 제1열교환매체와 동일한 것일 수 있다. 상기 압축가스가 이동하는 방향과 상기 제2열교환매체가 이동하는 방향은 반대 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 압축가스와 상기 제2열교환매체가 열교환을 할 수 있으면 동일한 방향일 수도 있다.
예컨대, 상기 제2열교환부(5)는 상기 압축부(4)에서 공급되는 가스의 온도가 상기 수요처(20)에서 요구하는 온도보다 높을 경우, 압축가스와 열교환하는 제2열교환매체의 유량을 증가시키거나 온도가 더 낮은 제2열교환매체를 공급함으로써 상기 수요처(20)에 공급되는 가스를 냉각시킬 수 있다.
예컨대, 상기 제2열교환부(5)는 상기 압축부(4)에서 공급되는 가스의 온도가 상기 수요처(20)에서 요구하는 온도보다 낮을 경우, 압축가스와 열교환하는 제2열교환매체의 유량을 감소시키거나 온도가 더 높은 제2열교환매체를 공급함으로써 상기 수요처(20)에 공급되는 가스를 가열할 수 있다.
상기 제2열교환부(5)에서 온도가 조절된 압축가스는 상기 수요처(20)에 공급될 수 있으나, 비상 상황의 경우에는 상기 수요처(20)에 일부만 공급되거나 공급되지 않을 수도 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 상기 제1열교환부(3)가 상기 압축부(4)의 전단에서 1차로 가스의 온도를 조절하고, 상기 제2열교환부(5)가 상기 압축부(4)의 후단에서 2차로 가스의 온도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 상기 제2열교환부(5)의 용량을 감소시킬 수 있으므로, 상기 수요처(20)에 가스를 공급하기 위한 전체적인 비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 안티서지밸브(6) 및 제어부(7)를 포함할 수 있다.
상기 안티서지밸브(6)는 순환배관(61)을 개폐하기 위한 것이다. 따라서, 상기 안티서지밸브(6)는 상기 순환배관(61)에 설치될 수 있다. 상기 순환배관(61)은 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 유량이 기설정된 기준유량 이하인 비상 상황의 경우에 상기 안티서지밸브(6)에 의해 개방될 수 있다. 상기 기준유량은 상기 압축부(4)가 손상 내지 파손되지 않는 범위 내에서, 상기 수요처(20)에 안정적으로 균일한 밀도를 갖는 가스를 공급하도록 상기 압축부(4)가 압축할 수 있는 최소 유량을 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 유량을 측정하기 위해 센서부(8)를 더 포함할 수 있다. 상기 센서부(8)는 상기 제1열교환부(3)와 상기 압축부(4) 사이에 위치되도록 상기 제1열교환부(3)와 상기 압축부(4)를 연결하는 관로에 설치될 수 있다. 상기 센서부(8)는 유량 센서(Flow Sensor)일 수 있다. 상기 센서부(8)는 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(7)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 센서부(8)는 측정한 가스 유량 정보를 상기 제어부(8)에 제공할 수 있다.
상기 비상 상황은 서지(Surge) 현상이 발생하는 경우 뿐만 아니라, 상기 수요처(20)가 가스를 적게 공급받아야 하거나 상기 수요처(20)에 공급되는 가스를 중단시켜야 하는 경우를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 수요처(20)에 화재가 발생한 경우, 상기 수요처(20)에 공급되는 가스를 중단시킬 수 있다. 상기 순환배관(61)은 관 또는 파이프와 같은 관로일 수 있으며, 일측이 상기 압력조절부(2)와 상기 제1열교환부(3)를 연결하는 배관에 연결되고 타측이 상기 제2열교환부(5)와 상기 수요처(20)를 연결하는 배관에 연결될 수 있다. 상기 안티서지밸브(6)는 상기 순환배관(61)의 개도를 개방하거나 폐쇄함으로써, 상기 순환배관(61)을 개폐할 수 있다. 상기 안티서지밸브(6)는 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(7)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 안티서지밸브(6)는 상기 제어부(7)에 의해 제어될 수 있다.
상기 제어부(7)는 상기 안티서지밸브(6)를 제어하기 위한 것이다. 상기 제어부(7)는 상기 센서부(8)로부터 가스 유량 정보를 제공받아 상기 안티서지밸브(6)를 제어할 수 있다.
상기 제어부(7)는 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 유량이 기설정된 기준유량 이하이면, 상기 제2열교환부(5)에서 배출되는 가스가 상기 제1열교환부(3)로 공급되게 상기 순환배관(61)을 개방하도록 상기 안티서지밸브(6)를 제어할 수 있다. 즉, 상기 제어부(7)는 비상 상황 시, 순환배관(61)이 개방되도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(7)는 상기 제2열교환부(5)와 상기 수요처(20) 사이에 설치된 수요처공급밸브(미도시)를 제어하여 상기 수요처(20)에 가스가 공급되지 못하도록 관로를 폐쇄할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2열교환부(5)에서 배출되는 가스는 전부 상기 순환배관(61)을 통해 상기 제1열교환부(3)로 공급될 수 있다. 상기 제어부(7)가 상기 수요처(20)에 가스가 적게 공급되도록 상기 수요처공급밸브를 제어할 경우, 상기 제2열교환부(5)에서 배출되는 가스는 일부만 상기 순환배관(61)을 통해 상기 제1열교환부(3)로 공급될 수도 있다. 상기 제1열교환부(3)는 상기 순환배관(61)이 개방되면, 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 유량이 증가되도록 기설정된 기준온도보다 높게 가스의 온도를 조절할 수 있다. 즉, 상기 제1열교환부(3)는 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 유량이 증가되도록 상기 순환배관(61)을 통해 공급되는 가스와 상기 가스공급부(10)에서 공급되는 가스가 합류된 합류가스에 대한 냉각을 덜 시켜서 부피를 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 압축부(4)는 기설정된 기준유량에 속하는 가스를 신속하게 공급받을 수 있다.
상기 제어부(7)는 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 유량이 기설정된 기준유량을 초과하면, 상기 순환배관(61)이 폐쇄되도록 상기 안티서지밸브(6)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(7)는 상기 수요처(20)에 가스가 공급되도록 상기 수요처공급밸브를 제어하여 관로를 개방할 수 있다. 상기 순환배관(61)이 폐쇄되면, 상기 제1열교환부(3)는 비상 상황이 발생하기 전처럼 기설정된 기준온도에 속하도록 가스의 온도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템(1)은 비상 상황 시 상기 압축부(4)에 공급되는 가스의 유량이 기설정된 기준유량에 속하도록 신속하게 대응할 수 있으므로, 상기 압축부(4)가 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 수요처(20)에 균일한 밀도를 갖는 가스를 안정적으로 공급할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템
2 : 압력조절부 21 : 공급배관
3 : 제1열교환부 4 : 압축부
5 : 제2열교환부 6 : 안티서지밸브
61 : 순환배관 7 : 제어부
8 : 센서부

Claims (9)

  1. 수요처에 가스를 공급하기 위한 가스공급부로부터 공급되는 가스의 압력을 조절하기 위한 압력조절부;
    상기 압력조절부에서 공급되는 가스의 온도를 조절하기 위한 제1열교환부; 및
    상기 수요처에 가스를 공급하도록 상기 제1열교환부에서 공급되는 가스를 압축하는 압축부를 포함하고,
    상기 제1열교환부는 상기 압축부에 공급되는 가스의 온도가 기설정된 기준온도에 속하도록 가스의 온도를 조절하며,
    상기 압력조절부는 상기 압축부로 공급되는 가스의 밀도가 균일하도록 상기 가스공급부에서 공급되는 가스의 분자량에 따라 가스의 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축부와 상기 수요처 사이에 설치되고, 상기 수요처에서 요구하는 가스의 온도에 부합되도록 상기 압축부에서 공급되는 가스의 온도를 조절하기 위한 제2열교환부를 포함하는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압력조절부는 상기 가스공급부와 상기 제1열교환부를 연결하는 공급배관의 개도를 조절하여 상기 제1열교환부로 공급되는 가스의 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1열교환부는 상기 압축부의 전단에서 1차로 가스의 온도를 조절하고, 상기 제2열교환부는 상기 압축부의 후단에서 2차로 가스의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 압력조절부와 상기 제1열교환부 사이에 일측이 연결되고 상기 제2열교환부와 상기 수요처 사이에 타측이 연결되며 가스를 이동시키기 위한 순환배관에 설치되고, 상기 순환배관을 개폐하기 위한 안티서지밸브; 및
    상기 안티서지밸브를 제어하기 위한 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 압축부에 공급되는 가스의 유량이 기설정된 기준유량 이하이면, 상기 제2열교환부에서 배출되는 가스가 상기 제1열교환부로 공급되게 상기 순환배관을 개방하도록 상기 안티서지밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1열교환부는 상기 순환배관이 개방되면, 상기 압축부에 공급되는 가스의 유량이 증가되도록 기설정된 기준온도보다 높게 가스의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1열교환부와 상기 압축부 사이에 설치되고, 상기 압축부에 공급되는 가스의 유량을 측정하기 위한 센서부를 포함하고,
    상기 센서부는 상기 제어부에 연결되며, 측정한 가스 유량 정보를 상기 제어부에 제공하는 것을 특징으로 하는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압축부에 공급되는 가스의 유량이 기설정된 기준유량을 초과하면, 상기 순환배관이 폐쇄되도록 상기 안티서지밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1열교환부는 상기 순환배관이 폐쇄되면, 기설정된 기준온도에 속하도록 가스의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 안전 기능이 부가된 가스압축기 시스템.
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