KR20190071400A - 용기 내구수명 평가 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

용기 내구수명 평가 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 용기 내구수명 평가 시스템은, 탱크에 저장된 유체를 펌프로 다수의 용기에 설정된 압력으로 공급하여 압력을 인가하고 해압하는 과정을 통하여 상기 용기의 내구수명을 평가하기 위한 것으로, 상기 펌프에 의해 공급되는 유체를 메인라인을 통하여 다수개의 용기들이 설치되는 2개 내지 n개의 공급라인들로 공급한 후 회수라인을 통하여 다시 상기 탱크로 회수하도록 구성되되, 상기 공급라인들과 연결되는 상기 메인라인에는 유체의 이동방향을 선택적으로 제어하기 위한 다방향 밸브가 구비되고, 상기 용기의 내구수명 평가시, 상기 다방향 밸브의 제어로 상기 공급라인들 중에서 선택된 상기 공급라인에만 유체가 공급되도록 하여 선택된 각 공급라인들에서 상기 용기의 내구수명 평가가 지속적으로 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 다수개의 용기들을 동시에 내구수명 평가할 수 있을 뿐만 아니라, 특정 용기의 결함 또는 공급라인이나 설치라인의 결함으로 압력 저하가 발생하더라도 압력 누설이 발생한 용기 또는 공급라인에만 압력이 인가되지 않도록 하고 나머지 용기는 계속하여 실험이 가능하도록 할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

용기 내구수명 평가 시스템 및 그 방법{LIFE CYCLE TEST SYSTEM OF CYLINDER AND METHOD THEREOF}
본 발명은 용기 내구수명 평가 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 2개 이상의 용기를 동시에 용기 내구수명 평가 실험할 때 특정 용기 또는 다수의 용기 누설로 인하여 압력 저하가 발생하더라도 압력 누설이 발생한 용기만 압력이 인가되지 않도록 하고 나머지 용기는 계속하여 실험이 가능한 용기 내구수명 평가 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 고압가스용기(천연가스, 수소, LPG, 질소, 산소, 헬륨 등) 및 자동차용 용기(천연가스, 수소, LPG)는 사용 가능한 수명이 결정되어 있으며, 용기 개발 초기단계 및 소재 별로 용기제작사 또는 공인기관에서 용기 수명평가 실험을 진행하게 된다. 이는 각 용기의 형태 및 특성마다 용기의 수명이 다르고 실험방법이 상이하나 용기 내구 수명평가 실험을 통해 안전한 용기가 생산됨을 검증하여 위험을 최소화하고자 하기 위한 것이다.
더욱이 차량용 용기는 수명평가기준이 엄격하고 오랜기간 동안 안전하게 사용가능하도록 제작되어야 하기 때문에 수명평가 장비 제작에 관한 많은 연구가 필요하나 이에 대한 연구 개발이 미비한 실정이다.
이러한 용기 수명평가 실험에 대한 종래기술로서, 대한민국등록특허 10-0889235호(공고일 : 2009.03.16)에는 고압가스용기의 내압 실험 공정을 자동화시킬 수 있도록 한 고압가스용기 내압 실험장치가 개시되어 있다. 또한, 대한민국등록특허 제10-1069897호(공고일 : 2011.10.05)에는 압축천연가스 또는 수소가스 등이 충전되는 차량 연료 충전용 고압용기에 일정 압력을 가압하여 고압용기가 고압에서 견디는 상태와 누설 여부를 검사하도록 된 차량 연료 충전용 고압용기 내압검사 및 검사가스 회수 장치와 방법이 개시되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래기술에 의한 실험방법은, 각각의 용기에 압력을 가할 때 각각의 용기에 압력을 동시에 가하고 동시에 해제하도록 구성되어 있었기 때문에 어느 하나의 용기에서 압력 누설이 발생하는 경우에 모든 시스템이 정지되어야 함으로써 지속적인 실험이 불가한 문제점이 있었다. 즉, 다수개의 용기들이 1개의 압력 공급라인과 연결되도록 구성되어 있었기 때문에 공급라인 또는 어느 하나의 용기에서 압력이 누설되는 경우에 시스템 전체를 정지시켜 불량 용기를 교체한 후 다시 실험을 해야 함으로써 실험의 지속성이 저하되었을 뿐만 아니라, 실험 작업능률이 현저하게 저하는 되는 문제점이 있었던 것이다.
. 대한민국등록특허 제10-0889235호(공고일 : 2009.03.16) . 대한민국등록특허 제10-1069897호(공고일 : 2011.10.05)
본 발명의 목적은, 다수개의 용기들을 동시에 내구수명 평가할 때 특정 용기의 결함으로 압력 저하가 발생하더라도 압력 누설이 발생한 용기만 압력이 인가되지 않도록 하고 나머지 용기는 계속하여 실험이 가능하도록 할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 탱크에 저장된 유체를 펌프로 다수의 용기에 설정된 압력으로 공급하여 압력을 인가하고 해압하는 과정을 통하여 상기 용기의 내구수명을 평가하기 위한 것으로, 상기 펌프에 의해 공급되는 유체를 메인라인을 통하여 다수개의 용기들이 설치되는 2개 내지 n개의 공급라인들로 공급한 후 회수라인을 통하여 다시 상기 탱크로 회수하도록 구성되되, 상기 공급라인들과 연결되는 상기 메인라인에는 유체의 이동방향을 선택적으로 제어하기 위한 다방향 밸브가 구비되고, 상기 용기의 내구수명 평가시, 상기 다방향 밸브의 제어로 상기 공급라인들 중에서 선택된 상기 공급라인에만 유체가 공급되도록 하여 선택된 각 공급라인들에서 상기 용기의 내구수명 평가가 지속적으로 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 용기 내구수명 평가 시스템에 의해 달성된다.
상기 공급라인들에는, 공급라인 압력감지기들이 각각 구비되고, 상기 용기가 연결되어 설치되기 위한 다수개의 설치라인들이 각각 구비되며, 각각의 상기 설치라인에는 상기 공급라인으로부터 공급되는 유체를 개폐하기 위한 개별밸브들이 각각 구비되고, 상기 개별밸브들이 설치된 상기 설치라인들에는 상기 설치라인의 압력을 감지하기 위한 개별 압력감지기들이 각각 구비될 수 있다.
상기 공급라인들에는, 공급라인 압력감지기들이 각각 구비되고, 상기 용기가 연결되어 설치되기 위한 다수개의 설치라인들이 각각 구비되며, 각각의 상기 설치라인에는 상기 공급라인으로부터 공급되는 유체를 개폐하기 위한 개별밸브들이 각각 구비되고, 상기 개별밸브들이 설치된 상기 설치라인들에는 상기 설치라인의 압력을 감지하기 위한 개별 압력감지기들이 각각 구비될 수 있다.
상기 용기 내구수명 평가 시스템은, 각 상기 용기의 온도를 감지하기 위한 온도감지기가 구비될 수 있다.
상기 회수라인은, 각 상기 공급라인들의 수와 동일하게 구비되고, 각 상기 회수라인에는 회수밸브가 각각 마련되며, 상기 회수배브는 상기 공급라인에 유체가 공급되어 압력이 인가될 때에는 닫히고 해압 될 때에는 열리도록 제어될 수 있다.
상기 용기 내구수명 평가 시스템은, 상기 펌프가 작동되면, 상기 다방향 밸브를 제어하여 유체가 선택된 공급라인으로만 공급되도록 하고 선택된 상기 공급라인의 각 상기 설치라인에 설치된 개별밸브들을 개방한 후 각 상기 개별 압력감지기가 감지한 유체의 압력이 설정된 압력에 도달하면 상기 개별밸브들을 닫고 상기 다방향 밸브를 닫은 후 설정된 시간동안 상기 용기의 압력누설 및 온도를 감지하여 감지결과를 토대로 상기 용기의 내구수명을 평가하고, 상기 개별 압력감지기들 중에서 어느 하나의 개별 압력감지기로부터 압력 누설이 감지되면, 해당 설치라인에 설치된 개별밸브만 닫은 상태를 유지하고 나머지 설치라인으로의 압력 인가 및 해압을 반복하여 다른 용기의 평가는 계속 수행하도록 제어하거나, 압력누설이 발생한 해당 설치라인을 구비한 공급라인은 차단하고 다른 공급라인으로 유체를 공급하도록 상기 다방향 밸브를 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 용기 내구수명 평가 시스템은, 상기 용기들에 유체를 공급하여 각 개별밸브를 닫은 후 설정된 시간 경과되면, 상기 회수밸브와 상기 개별밸브들을 개방하여 유체가 상기 탱크로 회수되도록 하거나, 유체가 공급되었던 상기 공급라인과 다른 공급라인을 연결시켜 상기 공급라인 쪽의 유체가 상기 다른 공급라인으로 이동하도록 제어될 수 있다.
상기 용기 내구수명 평가 시스템은, 상기 공급라인 쪽의 유체가 다른 공급라인 쪽으로 이동하도록 제어되는 경우에, 선택된 상기 공급라인으로 유체가 공급된 후 설정된 시간이 경과하면 유체가 공급되었던 각 상기 설치라인들의 각 상기 개별밸브들을 개방하고, 상기 다방향 밸브를 제어하여 상기 공급라인과 다른 공급라인을 연통시켜 상기 용기들에 수용되었던 소정압력의 유체가 다른 공급라인의 각 설치라인들을 통하여 새로운 용기들로 이동되도록 하며, 상기 공급라인과 다른 공급라인의 연결을 차단시킨 후 상기 메인라인과 상기 다른 공급라인을 연통시켜 상기 펌프에 의해 공급되는 유체가 상기 다른 공급라인과 설치라인들을 통하여 새로운 상기 용기들로 모자라는 압력만큼 추가 공급되도록 제어될 수 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 용기 내구수명 평가 시스템을 이용하여 용기 내구수명을 평가하는 방법으로서, 상기 다방향 밸브를 제어하여 상기 메인라인을 통하여 공급되는 유체를 상기 공급라인들 중에서 선택된 공급라인으로 공급하여 상기 용기들에 압력이 인가되도록 한 후 상기 설치라인에 설치된 각 개별밸브를 닫아 설정된 시간동안 상기 용기들에 압력이 인가된 상태를 유지하는 압력인가단계; 상기 압력인가단계에 의해 상기 용기들에 유체가 공급되어 압력이 인가될 때, 상기 용기들 내부의 압력변화를 상기 개별 압력감지기로 감지하여 압력변화가 발생한 용기를 불량으로 판단하는 내구수명 평가단계; 및 상기 내구수명 평가단계가 완료되면 상기 개별밸브들과 회수밸브를 개방하거나, 상기 개별밸브들을 개방하고 상기 공급라인과 다른 공급라인을 연결하여 유체가 다른 공급라인으로 이동하도록 하여 해압을 실시하는 해압단계를 포함하고, 상기 압력인가단계 또는 내구수명 평가단계의 진행시, 상기 용기들 중에서 어느 하나의 용기에서 압력누설이 감지되는 경우에, 해당 설치라인의 개별밸브를 닫은 후 다른 용기의 압력 인가 및 해압을 계속 진행하는 분리진행단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 내구수명 평가 방법에 의해 달성된다.
상기 분리진행단계는, 유체가 공급된 상기 공급라인 또는 상기 설치라인 일부의 압력누설이 상기 개별 압력감지기 또는 상기 공급라인 압력감지기에 의해 감지되면 상기 다방향 밸브를 제어하여 유체가 공급된 상기 공급라인은 차단하고 다른 공급라인과 상기 메인라인을 연결하여 유체가 다른 공급라인으로 공급되도록 하여 다른 공급라인의 설치라인들에 구비된 용기의 내구수명 평가가 이루어지도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 해압단계는, 상기 다방향 밸브를 제어하여, 유체가 공급되었던 상기 공급라인과 다른 공급라인을 연결한 후 상기 공급라인 쪽의 상기 개별밸브들을 개방하여 상기 용기들에 공급되었던 유체가 다른 공급라인을 통하여 다른 공급라인 쪽의 새로운 용기들로 이동하도록 하여 해압이 이루어지도록 하고, 상기 공급라인과 다른 공급라인을 차단시킨 후 상기 메인라인과 상기 다른 공급라인을 연통시켜 상기 펌프에 의해 공급되는 유체가 상기 다른 공급라인과 설치라인들을 통하여 새로운 상기 용기들로 추가 공급되도록 하는 압력보충단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 유체가 수용된 탱크와 연결된 메인라인과 다수개의 공급라인이 구비되고, 특히 메인라인과 각 공급라인 사이에 다방향 밸브가 구비되어 메인라인에서 공급되는 유체를 선택된 공급라인으로 공급하도록 구성되며, 각 공급라인의 설치라인에 개별밸브가 각각 구비됨으로써, 다수개의 용기들을 동시에 내구수명 평가할 수 있을 뿐만 아니라, 특정 용기의 결함 또는 공급라인이나 설치라인의 결함으로 압력 저하가 발생하더라도 압력 누설이 발생한 용기 또는 공급라인에만 압력이 인가되지 않도록 하고 나머지 용기는 계속하여 실험이 가능하도록 할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
또한, 용기에 인가되었던 유체를 탱크로 회수하지 않고 다른 공급라인의 용기로 이동시켜 용기 내부에 압력을 일부 인가한 후 나머지 압력을 펌프로 인가할 수 있음으로써 펌프를 목표 압력까지 작동시키지 않아도 되고 따라서 펌프의 내구성이 향상될 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 용기 내구수명 평가 시스템을 설명하기 위한 개략적 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 용기 내구수명 평가 시스템의 다른 실시예를 도시한 개략적 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 용기 내구수명 평가 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 용기 내구수명 평가 시스템을 설명하기 위한 개략적 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 용기 내구수명 평가 시스템(100)은, 탱크(20)에 저장된 유체를 펌프(30)로 다수의 용기(40)에 설정된 압력으로 공급하여 압력을 인가하고 해압하는 과정을 통하여 용기(40)의 내구수명을 평가하기 위한 것으로, 유체를 저장하기 위한 탱크(20)와, 유체를 용기(40)로 공급하기 위한 펌프(30)와, 공급되는 유체의 압력을 조절하기 위한 압력조절기(32)와, 유체가 공급되기 위한 메인라인(34)과, 메인라인(34)의 단부에 구비되고 메인라인(34)으로부터 공급되는 유체를 선택된 방향으로 공급되도록 하기 위한 다방향 밸브(60)와, 다방향 밸브(60)의 각 방향에 연결되고 공급라인 압력감지기(62)를 구비한 2개 내지 n개의 각 공급라인(60)들과, 각 공급라인(60)과 탱크(20)를 연결하고 회수밸브(92)가 구비된 회수라인(90)들과, 각 공급라인(60)에서 분기되어 구비되고 개별밸브(72)들이 각각 설치되며 개별 압력감지기(74)들이 각각 구비되는 설치라인(70)들과, 각 설치라인(70)에 결합되는 실험될 용기(40)와, 각 용기(40)의 온도를 각각 감지하도록 구비되는 온도감지기(80)들을 포함한다.
또한, 펌프(30), 압력조절기(32), 각 공급라인 압력감지기(62)들과, 각 개별 압력감지기(74)들, 온도감지기(80)들, 다방향 밸브(50), 개별밸브(72)들, 회수밸브(92)들을 작동제어 하기 위한 제어신호를 발생시키고, 각 공급라인 압력감지기(62)들과, 각 개별 압력감지기(74)들 및 온도감지기(80)들로부터 감지된 신호를 수신하여 이를 토대로 펌프(30), 압력조절기(32), 개별밸브(72)들, 회수밸브(92)들 및 다방향 밸브(50)를 제어하고, 데이터를 저장 및 출력하도록 된 제어부(100)를 구비한다.
여기서, 메인라인(34), 공급라인(60), 회수라인(70) 및 설치라인(70)은 유체가 이동하기 위한 중공형의 관 또는 호스일 수 있다.
다방향 밸브(50), 개별밸브(72), 회수밸브(92) 등은 수동이나 자동으로 구성될 수 있으나, 본 실시예에서는 전기적으로 작동되는 자동으로 구성된 것을 기준으로 설명한다.
한편, 공급라인(60)은 2개 내지 n개로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 2개로 구성된 것을 기준으로 설명한다.
각 설치라인(70)은 각 공급라인(60)에서 분기된 것으로, 그 수는 한정되지 않는다.
탱크(20)에는 물 또는 비압축성 유체가 수용된다.
다방향 밸브(50)는, 각 공급라인(60)으로 유체를 공급하되, 선택된 공급라인(60) 또는 순차적으로 각 공급라인(60)에 유체를 공급하도록 제어된다.
이와 같은 용기 내구수명 평가 시스템(10)을 보다 구체적으로 한다.
탱크(20)와 연결된 메인라인(34)에는 펌프(30)가 설치되고, 메인라인(34)의 단부에는 다방향 밸브(50)가 결합된다.
다방향 밸브(50)에는 공급라인(60)을 이루는 제1 공급라인(60A) 및 제2 공급라인(60B)의 단부가 각각 연결된다. 따라서, 다방향 밸브(50)의 작동에 따라, 메인라인(34)과 제1 공급라인(60A)이 연결될 수 있고, 메인라인(34)과 제2 공급라인(60B)이 연결될 수 있으며, 제1,2 공급라인(60A,60B)가 연결될 수 있다. 만약, 4개의 공급라인이 구비된다면 각 다방향 밸브(50)는 메인라인(34)과 각 공급라인들을 선택적으로 연결하거나, 선택된 공급라인들끼리 연결하도록 구성될 수 있다.
제1,2 공급라인(60A,60B)에는 유체가 공급될 때 제1,2 공급라인(60A,60B)의 내부 압력을 측정하기 위한 공급라인 압력감지기(62)가 설치된다. 즉, 제1 공급라인(60A)에 공급라인 압력감지기(62A)가 설치되고, 제2 공급라인(60B)에 공급라인 압력감지기(62B)가 설치된다.
그리고 각 설치라인(72)들은 제1 공급라인(60A)에서 분기된 각 설치라인(72A)들과, 제2 공급라인(60B)에서 분기된 설치라인(72B)들로 이루어지며, 각 설치라인(72A,72B)에는 개별 압력감지기(74)들이 각각 설치된다. 개별 압력감지기(74)들은, 제1 공급라인(60A)에서 분기된 설치라인(72A)에 설치되는 개별 압력감지기(74A)와, 제2 공급라인(60B)에서 분기된 설치라인(72B)에 설치되는 개별 압력감지기(74A)로 구분된다.
또한, 각각의 용기(40)는, 제1 공급라인(60A)에서 분기된 설치라인(72A)에 설치되는 용기(40A)들과, 제2 공급라인(60B)에서 분기된 설치라인(72B)에 설치되는 용기(40B)들로 구분된다.
전술한 온도감지기(80)들은 유체가 공급되어 압력이 인가된 용기(40)의 내부 또는 외부의 온도를 감지하기 위한 것으로, 제어부는(100)는 온도감지기(80)들이 감지한 용기(40)들의 온도정보를 토대로 각 용기(40)의 이상여부(불량여부)를 판단한다.
한편, 회수라인(90)은 각 공급라인(60A,60B)의 수와 동일하게 구비되고, 각 회수라인(90)에는 전술한 회수밸브(92)가 각각 마련된다. 이러한 회수배브(92)들은 각 공급라인(60A,60B)에 유체가 공급되어 압력이 인가될 때에는 닫히고 해압(유체를 탱크로 회수시킬 때에는 열리도록 제어부(100)에 의해 제어된다.
전술한 제어부(100)는, 펌프(30)가 작동되어 탱크(20)에 저장된 유체가 메인라인(34)으로 공급되면, 다방향 밸브(50)를 개방 제어하여 유체가 선택된 공급라인(60), 예를 들면 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 공급라인(60A)으로만 공급되도록 제어하고 제1 공급라인(60A)의 각 설치라인(70A)에 설치된 개별밸브(72A)들을 개방한다, 그리고 각 개별 압력감지기(74A)가 감지한 유체의 압력이 설정된 압력에 도달하면 개별밸브(72A)들을 닫고 다방향 밸브(50)를 닫은 후 설정된 시간동안 용기(40A)의 압력누설 및 온도를 감지하여 감지결과를 토대로 용기(40A)의 내구수명을 평가하도록 제어한다.
또한, 제어부(100)는, 개별 압력감지기(74)들 중에서 어느 하나의 개별 압력감지기(74)로부터 압력 누설이 감지되면, 설치라인(70)들 중에서 압력 누설이 감지된 해당 설치라인(70)에 설치된 개별밸브(72)만 닫은 상태를 유지하고 나머지 설치라인(70)으로의 압력 인가 및 해압을 반복하여 다른 용기(40)의 평가는 계속 수행하도록 제어한다. 예를 들면, 제1 공급라인(60A) 쪽에 설치된 여러 용기(40A)들 중에서 어느 하나의 용기에서 불량이 발생하면, 해당 설치라인(70A)의 개별밸브(72A)는 닫은 상태를 유지하여 실험을 중단하고, 다른 설치라인(70A)의 용기(40A)들에 대하여 압력을 인가하고 해압하여 내구수평을 평가하는 작업은 계속되도록 제어하는 것이다.
이와 같이 용기(40)들이 독립적으로 설치된 각각의 설치라인(70)에 개별밸브(72)들이 독립적으로 각각 구비됨으로써 다수개의 용기(40)들을 동시에 실험할 수 있을 뿐만 아니라, 어느 하나의 용기(40)에 불량이 발생하더라도 해당 불량 용기(40)만 실험을 중단하고 나머지 용기(40)에 대한 실험은 지속될 수 있게 된다.
또한, 제어부(100)는, 압력누설이 발생한 해당 설치라인(70)들이 분기된 공급라인(60)은 차단하고 다른 공급라인(60)으로 유체를 공급하도록 다방향 밸브(50)를 제어하여, 압력누설이 발생한 공급라인(60)과는 별개로 다른 공급라인(60)에서의 용기(40)에 대한 실험은 이루어지도록 구성될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 압력누설이 발생한 해당 설치라인(70A)들이 분기된 제1 공급라인(60A)은 차단하고 제2 공급라인(60B)으로 유체를 공급하도록 다방향 밸브(50)를 제어하여, 압력누설이 발생한 제1 공급라인(60A)과는 별개로 제2 공급라인(60B)에서의 용기(40B)에 대한 실험은 이루어지도록 구성될 수 있는 것이다. 이러한 제어부(100)의 구성에 의해 여러 개의 용기(40)에 대한 실험이 장기간 동안 지속될 수 있게 된다.
또한, 제어부(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 공급라인(60A) 쪽의 용기(40A)들에 유체를 공급하여 각 개별밸브(72A)를 닫은 후 설정된 시간 경과되면, 제1 공급라인(60A) 쪽 회수밸브(92)와 개별밸브(72A)들을 개방하여 유체가 탱크(20)로 회수되도록 구성된다. 그리고, 유체가 공급되었던 제1 공급라인(60A)과 유체가 공급되지 않은 다른 공급라인, 즉 제2 공급라인(60B)을 연결시켜 제1 공급라인(60A) 쪽의 유체가 제2 공급라인(60B)으로 이동하도록 다방향 밸브(50)를 제어되도록 구성된다. 즉, 제어부(100)는 제1 공급라인(60A)에 인가했던 유체를 다른 곳으로 이동시켜 해압하기 위하여, 회수밸브(92)를 개방하여 유체가 탱크(20)로 회수되도록 하거나, 다른 공급라인, 즉 제2 공급라인(60B)으로 이동시키도록 제어할 수 있는 것이다.
한편, 제어부(100)는, 제1 공급라인(60A) 쪽의 유체가 제2 공급라인(60B) 쪽으로 이동하도록 제어하는 경우에, 선택된 제1 공급라인(60A)으로 유체가 공급된 후 설정된 시간이 경과하면 유체가 공급되었던 각 설치라인(70A)들의 각 개별밸브(72A)들을 개방하고, 다방향 밸브(50)를 제어하여 제1 공급라인(60A)과 제2 공급라인(60B)을 연통시켜 용기(40A)들에 수용되었던 소정압력의 유체가 제2 공급라인(60B)의 각 설치라인(70B)들을 통하여 새로운 용기(40B)들로 이동되도록 한다. 그리고, 제1 공급라인(60A)과 제2 공급라인(60B)의 연결을 차단시킨 후 메인라인(34)과 제2 공급라인(60B)을 연통시켜 펌프(30)에 의해 공급되는 유체가 제2 공급라인(60B)과 설치라인(70B)들을 통하여 새로운 용기(40B)들로 모자라는 압력만큼 추가 공급되도록 구성된다. 즉, 제1 공급라인(60A) 쪽의 유체를 제2 공급라인(60B) 쪽으로 이동시킨 후 메인라인(34)과 제2 공급라인(60B)을 연결하여 목표 압력값을 기준으로 모자라는 압력만 추가로 인가하도록 구성되는 것이다.
예를 들면, 제1 공급라인(60A) 쪽의 용기(40A)에 유체가 10 bar의 압력으로 인가된 상태에서, 다방향 밸브(50)를 제어하여 제1 공급라인(60A)과 제2 공급라인(60B)을 연통시켜 제1 공급라인(60A) 쪽 용기(40A)의 유체가 제2 공급라인(60B) 쪽 용기(40B)로 이동되도록 한다. 이 작용으로 제2 공급라인(60B) 쪽 용기(40B) 내의 압력은 5 bar가 된다. 이어서, 다방향 밸브(50)를 제어하여 제2 공급라인(60B)과 메인라인(34)을 연결하여 제2 공급라인(60B)에 유체를 추가로 공급하여 제2 공급라인(60B) 쪽 용기(40B)의 압력이 10 bar가 되도록 한다. 이때, 펌프(30)는 5 bar 상태였던 제2 공급라인(60B) 쪽 용기(40B)의 압력이 10 bar만 되도록 작동되므로 결국, 5 bar 정도의 일만 하게 되는 것이다. 이러한 제어구조에 의해 펌프(30)는 5 bar의 압력을 인가하도록만 작동되므로 내구성이 현저하게 향상될 수 있고, 이는 펌프(30)의 효율이 향상됨을 의미한다.
한편, 첨부된 도면 중에서, 도 2는 도 1에 도시된 용기 내구수명 평가 시스템의 다른 실시예를 도시한 개략적 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 용기 내구수명 평가 시스템(10)은, 공급라인(60)이 3개로 이루어진 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다. 즉, 공급라인(60)이 제1 공급라인(60A)과 제2 공급라인(60B)과, 제3 공급라인(60C)으로 구성된 것이다. 물론, 공급라인(60)은 3개 보다 더 많은 수로 구성될 수 있으나, 본 실시예에서는 3개로 구성된 것으로 기준으로 설명하며, 이에 따라 다방향 밸브(50)도 메인라인(34)을 제1 공급라인(60A)과 연결하거나, 제2 공급라인(60B)과 연결하거나, 제3 공급라인(60C)과 순차적 또는 비 순차적으로 연결할 수 있고, 제1 공급라인(60A)과 제2 공급라인(60B)을 연결하거나, 제1 공급라인(60A)과 제3 공급라인(60C)을 연결하거나, 제2 공급라인(60B)과 제3 공급라인(60C)을 연결하도록 구성된다.
이와 같이, 공급라인(60)이 3개로 구성됨으로써 각 공급라인(60A,60B60C) 쪽에 구비된 용기(40A,40B,40C)들에 압력을 인가하고 해압하여 내구수명을 평가하는 실험을 순차적 또는 비 순차적으로 지속하여 수행할 수 있게 된다.
이와 같이 구성된 용기 내구수명 평가 시스템(10)을 이용하여 용기(40)들의 내구수명을 평가하는 방법을 첨부된 도면 중에서 도 1 내지 도 3을 토대로 설명하기로 한다.
압력인가단계(S1)
압력인가단계(S1)는, 내구수명 평가를 하고자 하는 용기(40)들에 압력을 인가하기 위한 것으로, 다방향 밸브(50)를 제어하여 메인라인(34)을 통하여 공급되는 유체를 공급라인(60))들 중에서 선택된 공급라인, 예를 들면 제1 공급라인(60A)으로 공급하여 제1 공급라인(60A) 쪽 용기(40A)들에 압력이 인가되도록 한 후 제1 공급라인(60A)에서 분기된 설치라인(70A)들에 설치된 각 개별밸브(72A)를 닫아 설정된 시간동안 용기(40A)들에 압력이 인가된 상태를 유지한다. 즉, 유체를 용기(40A)에 공급하여 용기(40A) 내부의 압력을 설정된 압력으로 상승시키는 것이다.
내구수명 평가단계(S2)
내구수명 평가단계(S2)는, 설정된 압력이 유지되는 각 용기(40A)의 내구수명을 평가하기 위한 것으로, 압력인가단계(S1)에 의해 제1 공급라인(60A) 쪽 용기(40A)들에 유체가 공급되어 압력이 인가될 때, 용기(40A)들 내부의 압력변화 또는 설치라인(70A)의 압력변화를 개별 압력감지기(74A)로 감지하고, 온도감지기(80)로 용기(40A)의 내부 또는 외부의 온도를 감지하여, 압력변화(압력누설)나 온도변화(온도상승) 또는 온도상승 및 압력누설이 감지되면, 해당 용기(40A) 또는 설치라인(70A)을 불량으로 판단한다. 즉, 제어부(100)는 개별 압력감지기(74A)와 온도감지기(80)로부터 수신한 감지신호를 토대로 해당 설치라인(70A)이나 용기(40A)를 불량으로 판단하고 해당 개별밸브(72A)를 닫아 해당 설치라인(70A)을 다른 설치라인(70A)들과 구분한다.
한편, 압력인가단계(S1) 또는 내구수명 평가단계(S2)의 진행시, 용기(40A)들 중에서 어느 하나의 용기(40A)에서 압력누설이 감지되는 경우에, 해당 설치라인(70A)의 개별밸브(72A)를 닫은 후 이웃하는 설치라인(70A)에 설치된 다른 용기(40A)의 압력 인가 및 해압을 계속 진행하는 분리진행단계(S4)를 진행한다. 즉, 제1 공급라인(60A) 쪽에서 어느 하나의 용기(40)에서 이상이 발견되는 경우에, 해당 용기(40)의 개별밸브(72)를 닫아 압력이 누설이 발생되지 않도록 한 후 이웃하는 다른 용기(40)들의 실험은 계속 진행하는 것이다.
다른 실시예에 따른 분리진행단계(S4)는, 유체가 공급된 제1 공급라인(60A) 또는 설치라인(70A) 일부의 압력누설이 제1 공급라인(60A)의 개별 압력감지기(74A)또는 공급라인 압력감지기(62A)에 의해 감지되면(S5), 다방향 밸브(50)를 제어하여 유체가 공급된 제1 공급라인(60A)은 차단하고 다른 공급라인, 즉 제2 공급라인(60B)과 메인라인(34)을 연결하여 유체가 제2 공급라인(60B)으로 공급되도록 하여 제2 공급라인(60B)의 설치라인(70A)들에 구비된 용기(40B)의 내구수명 평가가 이루어지도록 한다. 즉, 제1 공급라인(60A), 제1 공급라인(60A) 쪽의 용기(40A)나 설치라인(70A)에서 압력누설이 감지되면, 메인라인(34)과 제2 공급라인(60B)을 연결하여 유체가 제2 공급라인(60B)으로 공급되도록 함으로써, 제2 공급라인(60B)에서 용기(40B)들의 실험이 계속 진행되도록 하는 것이다.
해압단계(S3)
해압단계(S3)는, 내구수명 평가단계(S2) 또는 분리진행단계(S4)가 완료되면, 제1 공급라인(70A) 쪽의 유체를 탱크(20)로 회수하거나 다른 공급라인, 즉 제2 공급라인(60B)으로 이동시켜 제1 공급라인(70A) 쪽 용기(40A)내 압력을 낮추기 위한 것(유체를 배출시켜 압력을 해제함)으로, 내구수명 평가단계(S2)가 완료되면(설정된 시간이 경과되면) 제1 공급라인(60A) 쪽 개별밸브(72A)들과 회수밸브(92)를 개방하여 유체를 탱크(20)로 회수한다.
한편, 다른 실시예에 따른 해압단계(S3)는 유체를 탱크(20)로 회수하지 않고 다른 곳으로 이동시켜 압력을 보충하는 보충단계를 수행한다. 즉, 다방향 밸브(50)를 제어하여, 유체가 공급되었던 제1 공급라인(60A)과 다른 공급라인, 즉 제2 공급라인(60B)을 연결한 후 제1 공급라인(60A) 쪽의 개별밸브(72A)들을 개방하여 용기(40A)들에 공급되었던 유체가 제2 공급라인(60B)을 통하여 제2 공급라인(60B) 쪽의 새로운 용기(40B)들로 이동하도록 하여 해압이 이루어지도록 한다. 그리고, 제1 공급라인(60A)과 제2 공급라인(60B)을 차단시킨 후 메인라인(34)과 제2 공급라인(60B)을 연통시켜 펌프(30)에 의해 공급되는 유체가 제2 공급라인(60B)과 설치라인(70B)들을 통하여 새로운 용기(40B)들로 추가 공급되도록 한다.
이와 같이, 제1 공급라인(60A) 쪽의 유체를 제2 공급라인(60B) 쪽으로 이동시켜 제2 공급라인(60B) 쪽의 압력을 소정 압력으로 상승시킨 후, 메인라인(34)과 제2 공급라인(60B)은 연결하여 유체가 메인라인(34)으로부터 제2 공급라인으로 추가로 공급되도록 함으로써, 유체를 압송하는 펌프(30)의 내구성이 현저하게 향상될 수 있다. 즉, 제2 공급라인(60B)에는 제1 공급라인(60A)의 잔압에 의해 소정압력이 인가된 상태이므로 펌프(30)는 정상적인 설정 압력을 기준으로 잔압에서 모자라는 압력값 만큼만 작동하여 유체를 공급하여 압력을 인가하게 되므로 많은 일을 하지 않아도 되는 것이고 따라서 펌프(30)의 내구성이 현저하게 향상될 수 있다.
이와 같이, 여러 용기(40A)들 중 하나의 용기에서 압력이 누설되거나 온도가 비정상적으로 상승하는 경우에, 시스템 전체를 정지시키지 않고, 해당 용기만을 처치한 후 나머지 용기의 실험은 지속될 수 있는 것이다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 용기 내구수명 평가 시스템 20 : 탱크
30 : 펌프 32 : 압력조절기
34 : 메인라인 40,40A,40B,40C : 용기
50 : 다방향 밸브 60 : 공급라인
62 : 공급라인 압력감지기 70 : 설치라인
72,72A,742B,72C : 개별밸브 74,74A,74B,74C : 개별 압력감지기
80 : 온도감지기 90 : 회수라인
92 : 회수밸브

Claims (10)

  1. 탱크에 저장된 유체를 펌프로 다수의 용기에 설정된 압력으로 공급하여 압력을 인가하고 해압하는 과정을 통하여 상기 용기의 내구수명을 평가하기 위한 것으로,
    상기 펌프에 의해 공급되는 유체를 메인라인을 통하여 다수개의 용기들이 설치되는 2개 내지 n개의 공급라인들로 공급한 후 회수라인을 통하여 다시 상기 탱크로 회수하도록 구성되되, 상기 공급라인들과 연결되는 상기 메인라인에는 유체의 이동방향을 선택적으로 제어하기 위한 다방향 밸브가 구비되고,
    상기 용기의 내구수명 평가시, 상기 다방향 밸브의 제어로 상기 공급라인들 중에서 선택된 상기 공급라인에만 유체가 공급되도록 하여 선택된 각 공급라인들에서 상기 용기의 내구수명 평가가 지속적으로 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는,
    용기 내구수명 평가 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급라인들에는,
    공급라인 압력감지기들이 각각 구비되고, 상기 용기가 연결되어 설치되기 위한 다수개의 설치라인들이 각각 구비되며, 각각의 상기 설치라인에는 상기 공급라인으로부터 공급되는 유체를 개폐하기 위한 개별밸브들이 각각 구비되고, 상기 개별밸브들이 설치된 상기 설치라인들에는 상기 설치라인의 압력을 감지하기 위한 개별 압력감지기들이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는,
    용기 내구수명 평가 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 용기 내구수명 평가 시스템은, 각 상기 용기의 온도를 감지하기 위한 온도감지기가 구비되는 것을 특징으로 하는,
    용기 내구수명 평가 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 회수라인은,
    각 상기 공급라인들의 수와 동일하게 구비되고, 각 상기 회수라인에는 회수밸브가 각각 마련되며, 상기 회수배브는 상기 공급라인에 유체가 공급되어 압력이 인가될 때에는 닫히고 해압 될 때에는 열리도록 제어되는 것을 특징으로 하는,
    용기 내구수명 평가 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 용기 내구수명 평가 시스템은,
    상기 펌프가 작동되면, 상기 다방향 밸브를 제어하여 유체가 선택된 공급라인으로만 공급되도록 하고 선택된 상기 공급라인의 각 상기 설치라인에 설치된 개별밸브들을 개방한 후 각 상기 개별 압력감지기가 감지한 유체의 압력이 설정된 압력에 도달하면 상기 개별밸브들을 닫고 상기 다방향 밸브를 닫은 후 설정된 시간동안 상기 용기의 압력누설 및 온도를 감지하여 감지결과를 토대로 상기 용기의 내구수명을 평가하고,
    상기 개별 압력감지기들 중에서 어느 하나의 개별 압력감지기로부터 압력 누설이 감지되면, 해당 설치라인에 설치된 개별밸브만 닫은 상태를 유지하고 나머지 설치라인으로의 압력 인가 및 해압을 반복하여 다른 용기의 평가는 계속 수행하도록 제어하거나, 압력누설이 발생한 해당 설치라인을 구비한 공급라인은 차단하고 다른 공급라인으로 유체를 공급하도록 상기 다방향 밸브를 제어하도록 된 것을 특징으로 하는,
    용기 내구수명 평가 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 용기 내구수명 평가 시스템은,
    상기 용기들에 유체를 공급하여 각 개별밸브를 닫은 후 설정된 시간 경과되면, 상기 회수밸브와 상기 개별밸브들을 개방하여 유체가 상기 탱크로 회수되도록 하거나,
    유체가 공급되었던 상기 공급라인과 다른 공급라인을 연결시켜 상기 공급라인 쪽의 유체가 상기 다른 공급라인으로 이동하도록 제어되는 것을 특징으로 하는,
    용기 내구수명 평가 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 용기 내구수명 평가 시스템은,
    상기 공급라인 쪽의 유체가 다른 공급라인 쪽으로 이동하도록 제어되는 경우에,
    선택된 상기 공급라인으로 유체가 공급된 후 설정된 시간이 경과하면 유체가 공급되었던 각 상기 설치라인들의 각 상기 개별밸브들을 개방하고,
    상기 다방향 밸브를 제어하여 상기 공급라인과 다른 공급라인을 연통시켜 상기 용기들에 수용되었던 소정압력의 유체가 다른 공급라인의 각 설치라인들을 통하여 새로운 용기들로 이동되도록 하며,
    상기 공급라인과 다른 공급라인의 연결을 차단시킨 후 상기 메인라인과 상기 다른 공급라인을 연통시켜 상기 펌프에 의해 공급되는 유체가 상기 다른 공급라인과 설치라인들을 통하여 새로운 상기 용기들로 모자라는 압력만큼 추가 공급되도록 제어되는 것을 특징으로 하는,
    용기 내구수명 평가 시스템.
  8. 제7항에 따른 용기 내구수명 평가 시스템을 이용하여 용기 내구수명을 평가하는 방법으로서,
    상기 다방향 밸브를 제어하여 상기 메인라인을 통하여 공급되는 유체를 상기 공급라인들 중에서 선택된 공급라인으로 공급하여 상기 용기들에 압력이 인가되도록 한 후 상기 설치라인에 설치된 각 개별밸브를 닫아 설정된 시간동안 상기 용기들에 압력이 인가된 상태를 유지하는 압력인가단계;
    상기 압력인가단계에 의해 상기 용기들에 유체가 공급되어 압력이 인가될 때, 상기 용기들 내부의 압력변화를 상기 개별 압력감지기로 감지하여 압력변화가 발생한 용기를 불량으로 판단하는 내구수명 평가단계; 및
    상기 내구수명 평가단계가 완료되면 상기 개별밸브들과 회수밸브를 개방하거나, 상기 개별밸브들을 개방하고 상기 공급라인과 다른 공급라인을 연결하여 유체가 다른 공급라인으로 이동하도록 하여 해압을 실시하는 해압단계를 포함하고,
    상기 압력인가단계 또는 내구수명 평가단계의 진행시, 상기 용기들 중에서 어느 하나의 용기에서 압력누설이 감지되는 경우에, 해당 설치라인의 개별밸브를 닫은 후 다른 용기의 압력 인가 및 해압을 계속 진행하는 분리진행단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    용기 내구수명 평가 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분리진행단계는,
    유체가 공급된 상기 공급라인 또는 상기 설치라인 일부의 압력누설이 상기 개별 압력감지기 또는 상기 공급라인 압력감지기에 의해 감지되면, 상기 다방향 밸브를 제어하여 유체가 공급된 상기 공급라인은 차단하고 다른 공급라인과 상기 메인라인을 연결하여 유체가 다른 공급라인으로 공급되도록 하여 다른 공급라인의 설치라인들에 구비된 용기의 내구수명 평가가 이루어지도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    용기 내구수명 평가 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 해압단계는,
    상기 다방향 밸브를 제어하여, 유체가 공급되었던 상기 공급라인과 다른 공급라인을 연결한 후 상기 공급라인 쪽의 상기 개별밸브들을 개방하여 상기 용기들에 공급되었던 유체가 다른 공급라인을 통하여 다른 공급라인 쪽의 새로운 용기들로 이동하도록 하여 해압이 이루어지도록 하고,
    상기 공급라인과 다른 공급라인을 차단시킨 후 상기 메인라인과 상기 다른 공급라인을 연통시켜 상기 펌프에 의해 공급되는 유체가 상기 다른 공급라인과 설치라인들을 통하여 새로운 상기 용기들로 추가 공급되도록 하는 압력보충단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    용기 내구수명 평가 방법.





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