KR20190139663A - 저온가스 배출관의 결빙방지장치 - Google Patents

저온가스 배출관의 결빙방지장치 Download PDF

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Abstract

저온가스 배출관의 결빙방지장치를 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 저온가스 배출관의 결빙방지장치는 액화가스탱크의 가스배출관에 설치된 압력조절밸브로부터 가스의 배출방향으로 연장된 연장관; 연장관의 출구에 설치되며 내부로부터 가스의 배출을 허용하고 외기의 유입을 차단하는 출구밸브; 압력조절밸브와 출구밸브 사이의 연장관 내부로 퍼지가스(purge gas)를 공급하는 퍼지가스 공급장치; 및 압력조절밸브 상류 측의 가스배출관에 설치되며 가스배출관으로 퍼지가스가 유입되는 것을 차단하는 퍼지가스 차단밸브;를 포함한다.

Description

저온가스 배출관의 결빙방지장치{ANTI-ICING DEVICE FOR LOW-TEMPERATURE GAS DISCHARGE PIPE}
본 발명은 퍼지가스를 공급해 저온가스 배출관 출구 쪽의 결빙을 방지하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치에 관한 것이다.
액화석유가스(LPG, Liquefied Petroleum Gas), 액화천연가스(LNG, liquefied natural gas, liquid natural gas) 등의 초저온 액체를 저장하는 탱크는 내부에서 기화된 가스를 배출시켜 내부의 압력을 조절하기 위한 압력조절용 배출관과, 이 배출관에 설치된 압력조절밸브를 구비한다. 이러한 탱크는 내부 압력이 설정 압력보다 상승할 때 자동 또는 수동 조작에 의해 압력조절밸브가 개방될 수 있고, 압력조절밸브의 개방에 의해 내부의 가스가 외부로 배출될 수 있다.
탱크의 압력조절을 위해 저온의 가스가 배출관을 통해 배출되면, 배출관의 말단에서 결빙이 생길 수 있다. 저온가스가 배출되면 배출관의 말단 및 압력조절밸브가 냉각되고, 공기 중의 수분이 냉각된 배출관 말단 또는 압력조절밸브와 접하여 응축 결빙되기 때문이다.
압력조절밸브와 배출관 말단의 결빙은 저온 가스의 배출을 저해하거나 생성된 얼음의 낙하로 인해 안전사고를 유발할 수 있다. 따라서 종래에는 배출관의 말단부분에 히터를 설치하여 결빙을 방지하기도 하였으나 이러한 방식은 압력조절밸브의 결빙을 막는데 한계가 있었다. 수분을 포함한 외기가 배출관의 출구로부터 배출관 내부로 진입하여 압력조절밸브에 이르기 때문에 여전히 배출관 내에서 압력조절밸브의 결빙이 발생할 수 있었다.
본 발명의 일 측면은 저온가스가 배출되는 배출관의 출구 쪽으로 외기가 유입되는 것을 방지하여 배출관 출구 쪽의 결빙을 방지할 수 있도록 하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스탱크의 가스배출관에 설치된 압력조절밸브로부터 가스의 배출방향으로 연장된 연장관; 상기 연장관의 출구에 설치되며 내부로부터 가스의 배출을 허용하고 외기의 유입을 차단하는 출구밸브; 상기 압력조절밸브와 상기 출구밸브 사이의 상기 연장관 내부로 퍼지가스(purge gas)를 공급하는 퍼지가스 공급장치; 및 상기 압력조절밸브 상류 측의 상기 가스배출관에 설치되며 상기 가스배출관으로 퍼지가스가 유입되는 것을 차단하는 퍼지가스 차단밸브;를 포함하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치가 제공될 수 있다.
상기 결빙방지장치는 상기 출구밸브와 인접한 상기 연장관에 마련된 퍼지가스 배출구를 더 포함할 수 있다.
상기 결빙방지장치는 상기 퍼지가스 배출구로부터 연장된 퍼지가스 배출관; 및 상기 퍼지가스 배출관에 설치된 체크밸브;를 더 포함할 수 있다.
상기 결빙방지장치는 상기 퍼지가스 배출구로 배출되는 퍼지가스의 유량을 감지하는 유량계를 더 포함할 수 있다.
상기 결빙방지장치는 상기 퍼지가스 배출구에 설치된 유량조절밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 퍼지가스 공급장치는 퍼지가스 공급원과 상기 연장관을 연결하는 퍼지가스 공급관; 상기 퍼지가스 공급관에 설치된 공급조절밸브; 및 상기 퍼지가스 공급관에 설치된 유량조절밸브;를 포함할 수 있다.
상기 퍼지가스 공급장치는 상기 액화가스탱크의 내조를 둘러싼 외조의 내측으로 퍼지가스를 공급하도록 상기 퍼지가스 공급관으로부터 분기된 분기관을 더 포함할 수 있다.
상기 출구밸브는 내부로부터 가스의 배출을 허용하고 외기의 유입을 차단하는 체크밸브일 수 있다.
상기 출구밸브는 상기 압력조절밸브의 개방 시 개방되고 상기 압력조절밸브의 폐쇄 시 폐쇄되는 전동밸브일 수 있다.
상기 연장관은 내부에 퍼지가스가 체류할 수 있도록 휘어진 굴절부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 저온가스 배출관의 결빙방지장치는 압력조절밸브로부터 연장된 연장관 내부로 퍼지가스를 공급하여 연장관 내부로 외기가 유입되는 것을 방지하기 때문에 가스배출관 및 압력조절밸브에 결빙이 생기는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 저온가스 배출관의 결빙방지장치는 압력조절밸브 상류 측 가스배출관에 설치된 퍼지가스 차단밸브를 구비하기 때문에 연장관 내 퍼지가스의 압력이 배출가스의 압력보다 높아지는 경우에도 퍼지가스가 가스배출관을 통해 액화가스탱크 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 결빙방지장치가 적용된 액화가스탱크를 나타낸다.
도 2는 도 1의 A부분 상세도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 결빙방지장치를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 결빙방지장치를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제4실시 예에 따른 결빙방지장치를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제5실시 예에 따른 결빙방지장치를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제6실시 예에 따른 결빙방지장치를 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 결빙방지장치가 적용된 액화가스탱크를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 액화가스탱크(100)는 내부에 액화석유가스(LPG, Liquefied Petroleum Gas), 액화천연가스(LNG, liquefied natural gas, liquid natural gas) 등의 초저온 액체를 저장하는 내조(101)와, 내조(101)를 둘러싸는 형태로 내조(101)의 외측에 설치된 외조(102)를 구비한다. 내조(101)와 외조(102) 사이에는 퍼지가스(purge gas)가 채워질 수 있다.
액화가스탱크(100) 상부에는 내조(101)에 채워진 액화가스에서 기화된 가스를 배출시켜 내부의 압력을 조절하기 위한 가스배출관(110) 및 이 가스배출관(110)을 개폐하는 압력조절밸브(120)가 설치될 수 있다. 가스배출관(110)에는 결빙 방지를 위해 외면을 덮는 단열재(111)가 설치될 수 있다.
이러한 액화가스탱크(100)는 액화가스의 기화로 인해 내부의 압력이 설정압력 이상으로 상승할 경우 압력조절밸브(120)가 개방되어 내부의 가스가 배출됨으로써 내부압력이 설정압력으로 유지될 수 있다.
본 실시 예에 따른 결방방지장치(200)는 압력조절밸브(120)의 출구 쪽에 설치될 수 있다. 이 결빙방지장치(200)는 가스배출관(110)을 통해 배출되는 저온의 가스가 관로 내에서 외기와 접촉하는 것을 방지해 관로 또는 압력조절밸브(120)에서 결빙이 생기는 것을 방지한다.
도 1과 도 2는 결빙방지장치(200)의 제1실시 예를 나타낸다. 도 1과 도 2를 참조하면, 결빙방지장치(200)는 액화가스탱크(100)의 가스배출관(110)에 설치된 압력조절밸브(120)로부터 가스의 배출방향으로 연장된 연장관(210), 연장관(210)의 출구에 설치되며 내부로부터 가스의 배출을 허용하고 외기의 유입을 차단하는 출구밸브(220), 압력조절밸브(120)와 출구밸브(220) 사이의 연장관(210) 내부로 퍼지가스(purge gas)를 공급하는 퍼지가스 공급장치(230), 그리고 압력조절밸브(120) 상류 측의 가스배출관(110)에 설치되며 가스배출관(110)으로 퍼지가스가 유입되는 것을 차단하는 퍼지가스 차단밸브(240)를 포함할 수 있다.
출구밸브(220)는 연장관(210)의 내부로부터 외부로 가스의 배출을 허용하고, 외기가 연장관(210) 내부로 유입되는 것을 차단하는 체크밸브일 수 있다. 이러한 출구밸브(220)는 압력조절밸브(120)의 개방에 의해 가스배출관(110)으로부터 가스가 배출될 때 가스의 압력에 의해 연장관(120)의 출구(211)를 개방하여 가스의 배출을 허용할 수 있다. 하지만 가스의 배출이 없을 때는 출구(211)를 폐쇄해 외기가 연장관(210)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
퍼지가스 공급장치(230)는 퍼지가스 공급원(231)과 연장관(210)을 연결하는 퍼지가스 공급관(232), 퍼지가스 공급관(232)에 설치된 공급조절밸브(233), 퍼지가스 공급관(232)에 설치된 유량조절밸브(234)를 포함할 수 있다. 공급조절밸브(233)는 개폐를 통해 퍼지가스의 공급을 제어할 수 있고, 유량조절밸브(234)는 유로의 개방정도를 조절해 연장관(210) 내부로 공급되는 퍼지가스의 양을 조절할 수 있다.
퍼지가스 공급장치(230)는 평소 연장관(210) 내부에 퍼지가스가 채워지도록 연장관(210)으로 연속하여 미량의 퍼지가스를 공급할 수 있다. 연장관(210) 내부로 퍼지가스가 공급되면, 연장관(210) 내에 존재하던 공기가 퍼지가스에 밀려 출구(211)로 배출되고, 연장관(210) 내에 온전히 퍼지가스가 채워질 수 있다. 연장관(210) 내에 퍼지가스가 채워진 후에는 출구밸브(220)를 통과해 미량의 퍼지가스가 외부로 연속 배출될 수 있다.
이러한 결빙방지장치(200)는 연장관(210) 내부로 퍼지가스를 공급하여 연장관(210) 내부로 외기가 유입되는 것을 방지하기 때문에 가스배출관(110) 및 압력조절밸브(120)의 결빙을 방지할 수 있다. 즉 관로 내에서 저온의 배출가스와 외기가 접촉하는 것을 방지해 관로 내에서 결빙이 생기는 것을 방지할 수 있다.
퍼지가스 차단밸브(240)는 가스배출관(110)으로부터 가스를 배출시키기 위해 압력조절밸브(120)를 개방할 때 연장관(210) 내 퍼지가스가 가스배출관(110) 쪽으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 즉 퍼지가스 차단밸브(240)는 혹여 연장관(210) 내 퍼지가스의 압력이 가스배출관(110)의 가스 압력보다 높아지는 경우에도 퍼지가스가 가스배출관(110)을 통해 액화가스탱크(100) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 퍼지가스 차단밸브(240)는 통상의 체크밸브로 구성될 수 있다.
퍼지가스 공급장치(230)는 도 1에 도시한 바와 같이, 액화가스탱크(100)의 내조(101)를 둘러싼 외조(102)의 내측으로 퍼지가스를 공급하도록 퍼지가스 공급관(232)으로부터 분기된 분기관(235)을 포함할 수 있다. 이러한 퍼지가스 공급장치(230)는 액화가스탱크(100)의 외조(102) 내부로 퍼지가스를 공급함과 동시에 결빙방지장치(200)의 연장관(210) 내부로 퍼지가스를 공급할 수 있다.
도 3은 결빙방지장치(200)의 제2실시 예를 나타낸다. 제2실시 예의 결빙방지장치는 연장관(210)에 마련된 굴절부(213)와, 출구밸브(220)와 인접한 위치의 연장관(210)에 마련된 퍼지가스 배출구(214)를 더 포함한다.
굴절부(213)는 외기보다 비중이 높은 퍼지가스가 늘 연장관(210) 내부에 체류하도록 하여 외기가 압력조절밸브(120) 쪽으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
퍼지가스 배출구(214)는 출구밸브(220)와 인접한 위치의 연장관(210)에 외부와 연통하도록 형성됨으로써 출구밸브(220)의 개방이 없이도 미량의 퍼지가스가 연장관(210) 내부로부터 연속하여 외부로 배출되도록 할 수 있다.
도 4는 결빙방지장치(200)의 제3실시 예를 나타낸다. 제3실시 예의 결빙방지장치는 제2실시 예와 다르게 출구밸브(221)로 전동밸브를 채용한 것이다. 나머지는 제2실시 예와 동일하다.
제3실시 예에서 출구밸브(221)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 압력조절밸브(120)의 개방 시 출구를 개방하고, 압력조절밸브(120)의 폐쇄 시 출구를 폐쇄하도록 동작할 수 있다. 즉 출구밸브(221)는 압력조절밸브(120)와 연동하여 동작함으로써 가스배출관(110)으로부터 가스가 배출되는 경우에만 출구를 개방할 수 있다.
도 5는 결빙방지장치(200)의 제4실시 예를 나타낸다. 제4실시 예의 결빙방지장치는 제2실시 예의 구성에 더하여 퍼지가스 배출구(214)로부터 연장된 퍼지가스 배출관(250)과, 퍼지가스 배출관(250)에 설치되 체크밸브(251)를 구비한다. 이 체크밸브(251)는 출구밸브(220)가 개방되는 압력보다 낮은 압력에서 개방되도록 설정될 있다. 따라서 제4실시 예는 출구밸브(220)의 개방 없이 연장관(210) 내부의 퍼지가스가 퍼지가스 배출관(250)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 6은 결빙방지장치(200)의 제5실시 예를 나타낸다. 제5실시 예에 따른 결빙방지장치는 퍼지가스 배출구(214)에 설치된 유량조절밸브(260)와, 유량조절밸브(260)를 통과하여 배출되는 가스의 유량을 감지하는 유량계(261)를 포함한다.
제5실시 예는 유량계(261)가 배출되는 퍼지가스 유량을 감지할 수 있고, 유량계(261)의 감지정보를 토대로 유량조절밸브(260)의 개방정도를 조절하여 퍼지가스의 배출량을 조절할 수 있다. 즉 연장관(210)으로부터 배출되는 퍼지가스의 배출량이 설정한 범위를 유지하도록 할 수 있다.
도 7은 결빙방지장치(200)의 제6실시 예를 나타낸다. 제6실시 예는 연장관(210)에 마련된 굴절부(216)가 U형을 형성된 것이다. 이러한 굴절부(216)는 외기보다 비중이 높은 퍼지가스가 굴절부(216) 내부에 체류하도록 하여 외기가 압력조절밸브(120) 쪽으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
100: 액화가스탱크, 110: 가스배출관,
120: 압력조절밸브, 200: 결빙방지장치,
210: 연장관, 213,216: 굴절부,
214: 퍼지가스 배출구, 220,221: 출구밸브,
230: 퍼지가스 공급장치, 231: 퍼지가스 공급원,
232: 퍼지가스 공급관, 233: 공급조절밸브,
233: 유량조절밸브, 240: 퍼지가스 차단밸브,
250: 퍼지가스 배출관, 251: 체크밸브,
261: 유량계.

Claims (10)

  1. 액화가스탱크의 가스배출관에 설치된 압력조절밸브로부터 가스의 배출방향으로 연장된 연장관;
    상기 연장관의 출구에 설치되며 내부로부터 가스의 배출을 허용하고 외기의 유입을 차단하는 출구밸브;
    상기 압력조절밸브와 상기 출구밸브 사이의 상기 연장관 내부로 퍼지가스(purge gas)를 공급하는 퍼지가스 공급장치; 및
    상기 압력조절밸브 상류 측의 상기 가스배출관에 설치되며 상기 가스배출관으로 퍼지가스가 유입되는 것을 차단하는 퍼지가스 차단밸브;를 포함하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출구밸브와 인접한 상기 연장관에 마련된 퍼지가스 배출구를 더 포함하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 퍼지가스 배출구로부터 연장된 퍼지가스 배출관; 및
    상기 퍼지가스 배출관에 설치된 체크밸브;를 더 포함하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 퍼지가스 배출구로 배출되는 퍼지가스의 유량을 감지하는 유량계를 더 포함하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 퍼지가스 배출구에 설치된 유량조절밸브를 더 포함하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 퍼지가스 공급장치는,
    퍼지가스 공급원과 상기 연장관을 연결하는 퍼지가스 공급관;
    상기 퍼지가스 공급관에 설치된 공급조절밸브; 및
    상기 퍼지가스 공급관에 설치된 유량조절밸브;를 포함하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 퍼지가스 공급장치는 상기 액화가스탱크의 내조를 둘러싼 외조의 내측으로 퍼지가스를 공급하도록 상기 퍼지가스 공급관으로부터 분기된 분기관을 더 포함하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 출구밸브는 내부로부터 가스의 배출을 허용하고 외기의 유입을 차단하는 체크밸브인 것을 특징으로 하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 출구밸브는 상기 압력조절밸브의 개방 시 개방되고 상기 압력조절밸브의 폐쇄 시 폐쇄되는 전동밸브인 것을 특징으로 하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연장관은 내부에 퍼지가스가 체류할 수 있도록 휘어진 굴절부를 포함하는 저온가스 배출관의 결빙방지장치.
KR1020180066411A 2018-06-08 2018-06-08 저온가스 배출관의 결빙방지장치 KR102143074B1 (ko)

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