KR20200030313A - 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 기존의 질소 공급 장치에서 질소 분리 후 대기 중으로 방출되던 산소를 압축기에서 재압축함으로써 엔진의 시동공기 공급 장치와 질소 공급 장치를 하나의 장치로 일체화시킬 수 있는 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법에 관한 발명이다.
Description
본 발명은 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 기존의 질소 공급 장치에서 질소 분리 후 대기 중으로 방출되던 산소를 압축기에서 재압축함으로써 엔진의 시동공기 공급 장치와 질소 공급 장치를 하나의 장치로 일체화 시킬 수 있는 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법에 관한 발명이다.
질소가스는 불활성 가스로, 화학 플랜트, 배관, 탱크의 퍼지(purge)가스, 판유리 제조, 비료, 촉매 및 신소재 등의 원료로 광범위하게 사용되고 있다.
특히, 본 발명과 관련하여 천연가스 혼소발전 시스템에 있어서 액체연료(diesel)에서 가스(natural gas)로 연료를 전환하거나 장비의 수리 또는 정비를 요할 경우와 가스 공급 배관 및 엔진 내 있을 수 있는 가스를 제거(purge)하기 위해 사용된다.
상기와 같은 용도로 이용하기 위해 질소를 분리하여 공급하는 일반적인 질소공급시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 외부의 공기를 흡입하여 압축하는 공기압축기와, 공기압축기에서 압축된 공기를 냉각시키고 수분을 제거하는 내동식 에어 드라이어와, 수분이 제거된 압축공기를 저장하는 공기저장탱크와, 공기저장탱크 내 저장된 공기를 산소와 질소로 분리하여 산소는 내부에 흡착되도록 하고 질소는 외부로 배출하는 질소분리기와, 질소분리기에서 배출되는 질소를 저장하는 질소저장탱크와, 질소분리기에서 분리된 고압의 산소를 대기 중에 배출하는 배출관으로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 종래의 질소공급시스템은 질소분리기에서 분리된 산소를 그대로 대기 중으로 배출하기 때문에 에너지 손실 및 자원이 낭비되는 단점이 있었다. 이는, 대기 중으로 산소 배출 시 화재의 발화 원인을 제공하게 되어 화재의 위험성을 가지는 문제가 있었다.
또한, 장비 제어 측면에 있어서, 시스템의 어느 한 부분이 고장 났을 때 즉각적으로 서로 연동되어 작동하지 못하여 작은 고장에도 시스템 전체를 정지시키거나 고장 시 빠른 대처가 힘든 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 기존의 질소 공급 장치에서 질소 분리 후 대기 중으로 방출되던 산소를 압축기에서 재압축함으로써 엔진의 시동공기 공급 장치와 질소 공급 장치를 하나의 장치로 일체화 시킬 수 있는 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 혼소발전용 질소 공급 장치에 있어서,
흡입된 외부 공기를 압축하여 배출하는 공기압축기;
공기압축기를 통하여 압축된 압축공기 내 이물질을 제거하는 공기여과기;
압축공기를 저장하는 압축공기 저장탱크;
압축공기 저장탱크로부터 배출된 압축공기를 질소와 산소로 분리하는 질소분리기;
질소분리기로부터 분리된 질소 중의 산소함유량을 감지하는 산소감지기;
질소분리기로부터 분리된 질소가 저장되는 질소저장탱크;를 포함하며,
통합제어기에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
질소분리기에는,
질소분리기에서 분리된 질소 이외의 기체를 공기압축기로 공급하기 위한 재압축용 공급밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
질소분리기에는, 질소분리기에서 분리된 질소 이외의 기체를 대기로 배출시키기 위한 질소배출밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
질소분리기는 압력변동흡착(Pressure Swing Absorption) 방식으로 작동되는 것을 특징으로 한다.
산소감지기에는, 산소감지기로 유입된 질소 내에 기 정해진 기준량 이상의 산소 함유 시 질소를 질소분리기로 재공급하기 위한 질소 재분리용 공급밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
질소저장탱크에는, 질소저장탱크 내 질소 저장량이 기 정해진 기준량 이상일 경우, 질소를 질소저장탱크의 외부로 배출시키기 위한 질소비상밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
압축공기 저장탱크에는,
압축공기 저장탱크 내 압축공기 저장량이 기 정해진 기준량 이상일 경우, 압축공기를 압축공기 저장탱크의 외부로 배출시키기 위한 압축공기 비상밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 혼소발전용 질소 공급 장치를 이용한 질소 공급 방법에 있어서,
공기압축기 작동단계;
공기여과기 작동단계;
압축공기 저장단계;
질소분리기 작동단계;
산소감지기 작동단계;
질소 저장단계;를 포함한다.
공기압축기 작동단계는,
통합제어기에서 각각의 기기들로부터 받은 신호가 정상이며, 압축공기 저장탱크 내 압축공기 저장량이 기 정해진 기준량 이하일 때 진행되는 것을 특징으로 한다.
공기압축기 작동단계에서 공기가 압축되는 압력은 혼소운전으로 전환 시 배관 내 남아있는 가스를 제거할 수 있는 압력보다 큰 것을 특징으로 한다.
공기여과기 작동단계에서는 공기압축기로부터 공기여과기로 유입된 압축공기 내 이물질이 여과되는 것을 특징으로 한다.
공기여과기 작동단계에서 공기여과기 작동에 이상이 있는 경우, 통합제어기로 이상신호가 전달되어 공기압축기 작동단계가 중단되는 것을 특징으로 한다.
압축공기 저장단계에서,
압축공기 저장탱크에 저장되는 압축공기의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어날 경우 압축공기 비상밸브를 열어 압축공기 저장탱크 내 압축공기를 압축공기 저장탱크 외부로 배출시키는 것을 특징으로 한다.
압축공기 저장단계에서,
압축공기 저장탱크에 저장되는 압축공기의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어날 경우, 통합제어기로 이상신호가 전달되어 공기압축기의 작동이 정지되는 것을 특징으로 한다.
질소분리기 작동단계에서는 질소분리기로 유입된 압축공기 내의 질소와 산소를 분리하는 것을 특징으로 한다.
질소분리기 작동단계는 압축공기 저장단계 이후 통합제어기에서 각각의 기기들로부터 받은 신호가 정상이며, 질소저장탱크 내 질소량이 기 정해진 기준량 이하이거나 혼소발전시스템으로부터 가스혼소운전으로의 전환신호가 있을 때 진행되는 것을 특징으로 한다.
압축공기 저장단계 이후 혼소발전시스템으로부터 엔진 시동 신호가 발생되면, 질소분리기 작동단계는 진행되지 않고, 압축공기 저장탱크 내 압축공기는 엔진으로 공급되는 것을 특징으로 한다.
질소분리기 작동단계가 진행될 때, 압축공기 저장탱크 내 압축공기량이 기준량 보다 적다면, 질소분리기에서 분리된 질소 이외의 기체는 재압축용 공급 밸브를 통해 공기압축기로 재유입 되는 것을 특징으로 한다.
재압축용 공급 밸브를 통해 질소분리기로부터 공기압축기로 재유입 된 질소 이외의 기체는 공기압축기로 흡입된 외부 공기와 함께 압축되는 것을 특징으로 한다.
질소분리기 작동단계가 진행될 때, 압축공기 저장탱크 내 압축공기량이 기준량 보다 많다면, 공기압축기 작동단계가 중단되는 것을 특징으로 한다.
질소분리기 작동단계가 진행될 때, 압축공기 저장탱크 내 압축공기량이 기준량 보다 많다면, 질소분리기에서 분리된 질소 이외의 기체는 질소배출밸브를 통하여 대기로 배출되는 것을 특징으로 한다.
질소분리기 작동단계에서 이상신호가 감지되는 경우,
통합제어기에서 이상신호를 감지하여 사용자에게 알람으로 상황을 알리고, 비상상황일 경우 질소분리기 작동단계를 중단하는 것을 특징으로 한다.
산소감지기 작동단계에서는 질소분리기에서 분리되어 산소감지기로 유입된 질소 내 산소함유량을 확인하는 것을 특징으로 한다.
산소감지기 작동단계에서 질소분리기로부터 산소감지기로 유입된 질소 내 산소함유량이 기 정해진 기준량 이상일 경우, 통합제어기에서는 질소 재분리용 공급밸브를 열어 산소감지기 내 질소를 질소분리기로 재유입시키는 것을 특징으로 한다.
산소감지기 작동단계에서 질소분리기로부터 산소감지기로 유입된 질소 내 산소함유량이 기 정해진 기준량 이하일 경우, 질소가 질소저장탱크에 저장되는 질소 저장단계가 진행되는 것을 특징으로 한다.
질소 저장단계에서 질소저장탱크에 저장되는 질소의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어날 경우, 통합제어기로 이상신호가 전달되어 이상신호의 종류에 따라 사용자에게 알람으로 상황을 알리는 것을 특징으로 한다.
질소저장탱크에 저장되는 질소의 저장량이 기 정해진 기준량 보다 적을 경우, 질소분리기 작동단계를 계속 진행하는 것을 특징으로 한다.
질소저장탱크에 저장되는 질소의 저장량이 기 정해진 기준량 보다 많을 경우, 통합제어기에서는 질소비상밸브를 열어 질소저장탱크 내 질소를 외부로 배출시키는 것을 특징으로 한다.
질소저장탱크에 저장되는 질소의 저장량이 기 정해진 기준량 보다 많을 경우, 질소분리기 작동단계 및 공기압축기 작동단계가 중단되는 것을 특징으로 한다.
질소 저장단계에서 질소저장탱크에 저장되는 질소의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어나지 않을 때 혼소발전시스템으로부터 가스혼소운전으로의 전환 신호가 전달되면, 질소저장탱크 내 질소는 가스 공급 배관 및 엔진으로 공급되어 잔존가스를 제거(purge)하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존의 질소 공급 장치에서 질소 분리 후 대기 중으로 방출되던 산소를 압축기에서 재압축함으로써 엔진의 시동공기 공급 장치와 질소 공급 장치를 하나의 장치로 일체화 시킬 수 있는 효과가 있다.
따라서, 기존 대비 높은 산소농도를 갖는 압축공기를 저장함으로써 엔진의 시동 시 시동을 보다 원활히 하는 시동공기를 생성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 통합 제어기를 통하여 각 부분별 기기들을 통합적으로 제어함으로써 각각의 기기들을 고장으로부터 보호할 수 있고, 예방 정비가 가능한 효과가 있다.
따라서, 보다 질 좋은 퍼지(purge)용 질소를 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 혼소발전용 질소 공급 장치의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 혼소발전용 질소 공급 장치를 이용한 질소 공급 방법의 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 혼소발전용 질소 공급 장치를 이용한 질소 공급 방법의 순서도.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
본 발명은 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 기존의 질소 공급 장치에서 질소 분리 후 대기 중으로 방출되던 산소를 압축기에서 재압축함으로써 엔진의 시동공기 공급 장치와 질소 공급 장치를 하나의 장치로 일체화 시킬 수 있는 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법에 관한 발명이다.
도 1에는 본 발명에 따른 혼소발전용 질소 공급 장치의 개념도가 도시되어 있다.
대기 중의 공기를 흡입하여 일정 농도의 질소를 추출하는 본 발명의 질소 공급 장치는, 흡입된 외부 공기를 압축하여 배출하는 공기압축기(2)와, 상기 공기압축기(2)를 통하여 압축된 압축공기 내 이물질을 제거하는 공기여과기(4)와, 상기 압축공기를 저장하는 압축공기 저장탱크(6)와, 상기 압축공기 저장탱크(6)로부터 배출된 압축공기를 질소와 산소로 분리하는 질소분리기(10)와, 상기 질소분리기(10)로부터 분리된 질소 중의 산소함유량을 감지하는 산소감지기(16)와, 상기 질소분리기(10)로부터 분리된 질소가 저장되는 질소저장탱크(20)를 포함하여 구성된다.
상기 압축공기 저장탱크(6)에는, 상기 압축공기 저장탱크(6) 내 압축공기량이 기 정해진 기준량 이상일 경우, 상기 압축공기를 상기 압축공기 저장탱크(6)의 외부로 배출시키기 위한 압축공기 비상밸브(8)가 설치된다.
상기 질소분리기(10)에는 분리된 질소 이외의 기체를 상기 공기압축기(2)로 공급하기 위한 재압축용 공급밸브(12)와 상기 질소분리기(10)에서 분리된 질소 이외의 기체를 대기로 배출시키기 위한 질소배출밸브(14)가 설치된다.
상기 산소감지기(16)에는, 상기 질소분리기(10)로부터 상기 산소감지기(16)로 유입된 질소 내에 산소량이 기 정해진 기준량 이상 함유 시 상기 질소를 상기 질소분리기(10)로 재공급하기 위한 질소 재분리용 공급밸브(18)가 설치된다.
상기 질소저장탱크(20)에는, 상기 질소저장탱크(20) 내 질소량이 기 정해진 기준량 이상일 경우, 질소를 상기 질소저장탱크(20)의 외부로 배출시키기 위한 질소비상밸브(22)가 설치된다.
본 발명의 질소 공급 장치를 구성하는 각각의 기기들은 통합제어기(24)에 의해 서로 연동되어 제어된다.
상기 통합제어기(24)는 엔진으로부터 신호를 전달받아 진행되는 압축공기 저장탱크(6)에서의 시동공기 공급과 상기 질소저장탱크(20)에서의 질소 공급을 제어하고, 각각의 기기들을 작동시키며, 각각의 기기들로부터 신호를 전달받아 운전, 정지 및 알람을 발생시키게 된다.
하기에서는 상기와 같이 구성되는 질소 공급 장치를 이용한 질소 공급 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 혼소발전용 질소 공급 장치를 이용한 질소 공급 방법의 순서도가 도시되어 있다.
본 발명의 질소 공급 방법은,
공기압축기 작동단계(S100);
공기여과기 작동단계(S200);
압축공기 저장단계(S300);
질소분리기 작동단계(S400);
산소감지기 작동단계(S500);
질소 저장단계(S600);를 포함하여 진행된다.
상기 공기압축기 작동단계(S100)는 상기 통합제어기(24)에서 각각의 기기들로부터 받은 신호가 정상이며, 상기 압축공기 저장탱크(6) 내의 압축공기량이 기 정해진 기준량 이하일 때 진행되고, 상기 통합제어기(24)에서 각각의 기기들로부터 받은 신호가 정상이 아니거나 상기 압축공기 저장탱크(6) 내 압축공기량이 기 정해진 기준량 이상일 때 진행되지 않는다.
상기 통합제어기(24)에서 각각의 기기가 정상이라고 판단하는 기준은 기 정해진 기준에 따른다.
상기 공기압축기 작동단계(S100)는 상기 공기압축기(2)에서 이루어지는 것으로, 이때 압축되는 압력은 혼소 엔진의 종류에 따라 다르며, 혼소 엔진 시동에 적합하고, 비혼소운전에서 혼소운전으로 전환 시 배관 내 남아 있는 가스를 제거(purge)할 수 있는 압력보다 커야한다.
상기 공기압축기(2)에서 공기의 압축이 일정 기준 이상 진행되면, 상기 공기여과기 작동 단계(S200)가 진행된다.
상기 공기여과기 작동단계(S200)에서는 상기 공기압축기(2)로부터 상기 공기여과기(4)로 유입된 압축공기 내 먼지 및 수분 등의 이물질이 여과된다.
상기 공기여과기 작동단계(S200)에서 상기 공기여과기(4) 작동에 이상이 있는 경우, 상기 통합제어기(24)로 이상신호가 전달되어 이상신호의 종류에 따라 사용자에게 알람으로 상황을 알리게 되며, 비상 상황일 경우 상기 공기압축기 작동단계(S200)가 중단된다.
상기 공기여과기 작동단계(S200)에서 상기 공기여과기(4) 작동에 이상이 없다고 판단되면 상기 공기여과기(4)로부터 유출된 압축공기가 상기 압축공기 저장탱크(6)에 저장되는 상기 압축공기 저장단계(S300)가 진행된다.
상기 압축공기 저장단계(S300)에서 상기 압축공기 저장탱크(6)에 저장되는 압축공기는 적정 압력, 온도 및 저장량이 기 정해져 있으며, 그 기준은 혼소발전시스템의 크기에 따라 정해진다.
만약, 상기 압축공기 저장단계(S300)에서 상기 압축공기 저장탱크(6)에 저장되는 압축공기의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어난다면 상기 통합제어기(24)로 이상신호가 전달되어 이상신호의 종류에 따라 사용자에게 알람으로 상황을 알리게 되며, 비상 상황일 경우 상기 압축공기 비상밸브(8)를 통해 압축공기를 상기 압축공기 저장탱크(6)의 외부로 배출시키거나 상기 압축공기 저장단계(S300)를 중단하여 상기 공기압축기(2)의 작동을 정지시키게 된다.
예를 들어, 상기 압축공기 저장단계(S300)에서 상기 압축공기 저장탱크에 저장되는 압축공기의 저장량이 기 정해진 기준 저장량 보다 많을 경우, 상기 통합제어기(24)에서는 상기 압축공기 비상밸브(8)를 열어 상기 압축공기 저장탱크 내 압축공기를 외부로 배출시키며, 사용자에게 상기 압축공기 저장탱크 내 압축공기 저장량 초과에 대한 알람으로 상황을 알리게 되고, 상기 공기압축기 작동단계(S100)가 중단된다.
상기 압축공기 저장단계(S300)에서 상기 압축공기 저장탱크에 저장되는 압축공기의 저장량이 기 정해진 기준 저장량 보다 적을 경우, 상기 공기압축기 작동단계(S100)를 계속 진행하면서 사용자에게 상기 압축공기 저장탱크 내의 압축공기 저장량 부족에 대한 알람으로 상황을 알리게 된다.
상기 압축공기 저장단계(S300)에서 상기 압축공기 저장탱크(6)에 저장되는 압축공기의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어나지 않았을 때, 혼소발전시스템으로부터 가스혼소운전으로의 전환 신호가 발생되면 상기 질소분리기 작동단계(S400)가 진행된다.
만약, 상기 압축공기 저장단계(S300)에서 상기 압축공기 저장탱크(6)에 저장되는 압축공기의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어나지 않았을 때, 혼소발전시스템으로부터 엔진 시동 신호가 발생되면, 상기 질소분리기 작동단계(S400)는 진행되지 않고 상기 압축공기 저장탱크(6) 내 압축공기는 엔진으로 공급된다.
또한, 상기 통합제어기에서 각각의 기기들로부터 받은 신호가 정상이 아니거나 질소저장탱크 내 질소량이 기 정해진 기준량 이상이면 상기 질소분리기 작동단계(S400)는 진행되지 않는다.
상기 질소분리기 작동단계(S400)에서는 상기 압축공기 저장탱크(6)로부터 상기 질소분리기(10)로 유입된 압축공기 내의 질소와 산소를 분리하게 된다.
상기 압축공기 저장탱크(6)로부터 압축공기를 공급받은 상기 질소분리기(10)는 압력변동흡착(Pressure Swing Absorption) 방식을 사용하여 압축공기 내에 있는 질소와 산소를 분리한다.
이때, 상기 통합제어기(24)에서는 상기 질소분리기(10)의 작동에 이상이 있는 경우, 이상신호를 감지하여 사용자에게 알람으로 상황을 알리고, 비상상황일 경우 상기 질소분리기 작동단계(S400)를 중단하여 상기 질소분리기(10)의 작동을 정지시킨다.
상기 통합제어기(24)에서 판단하는 상기 질소분리기(10)의 작동 이상은 기 정해진 기준에 따른다.
상기 질소분리기 작동단계(S400)가 진행될 때, 상기 압축공기 저장탱크(6) 내 압축공기량이 기 정해진 최대 기준량 보다 적다면, 상기 질소분리기(10)에서 분리된 질소 이외의 기체는 상기 재압축용 공급밸브(12)를 통해 상기 공기압축기(2)로 재유입되며, 상기 산소감지기 작동단계(S500)가 진행된다.
상기 재압축용 공급밸브(12)를 통해 상기 질소분리기(10)로부터 상기 공기압축기(2)로 재유입 된 압축공기는 상기 공기압축기(2)로 흡입된 외부 공기와 함께 압축된다.
만약, 상기 질소분리기 작동단계(S400)가 진행될 때 상기 압축공기 저장탱크(6) 내 압축공기량이 기 정해진 기준량 보다 많다면, 상기 공기압축기 작동단계(S100)가 중단되며, 상기 질소분리기(10)에서 분리된 질소 이외의 기체는 상기 질소배출밸브(14)를 통하여 대기로 배출된다.
상기 산소감지기 작동단계(S500)에서는 상기 질소분리기(100)에서 분리되어 상기 산소감지기(16)로 유입된 질소 내 산소함유량을 확인하게 된다.
상기 산소감지기(16)에서 질소 내 산소함유량 확인 시, 상기 질소 내 산소함유량이 기 정해진 기준량 이상일 경우, 상기 통합제어기(24)에서는 상기 질소 재분리용 공급 밸브(18)를 열어 상기 산소감지기(16) 내 질소를 상기 질소분리기(10)로 재유입시키게 되며, 상기 질소분리기(10)로 보내진 질소는 상기 질소분리기(10)에서 다시 한 번 산소와 분리된다.
상기 산소감지기(16)에서 질소 내 산소함유량 확인 시, 상기 질소 내 산소함유량이 기 정해진 기준량 이하일 경우, 상기 산소감지기(16) 내 질소는 상기 질소저장탱크(20)로 이동되어 질소가 질소저장탱크(20)에 저장되는 상기 질소 저장단계(S600)가 진행된다.
상기 질소 저장단계(S600)에서 상기 질소저장탱크(20)에 저장되는 질소는 압력, 온도 및 저장량이 기 정해져 있으며, 그 기준은 혼소발전시스템의 크기에 따라 정해진다.
만약, 상기 질소저장탱크(20)에 저장되는 질소의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어날 경우, 상기 통합제어기(24)로 이상신호가 전달되어 이상신호의 종류에 따라 사용자에게 알람으로 상황을 알리게 된다.
예를 들어, 상기 질소 저장단계(S600)에서 상기 질소저장탱크(20)에 저장되는 질소의 저장량이 기 정해진 기준 저장량 보다 많을 경우, 상기 통합제어기(24)에서는 질소비상밸브(22)를 열어 상기 질소저장탱크(20) 내 질소를 외부로 배출시키며, 사용자에게 상기 질소저장탱크 내 질소 저장량 초과에 대한 알람으로 상황을 알리게 되고, 상기 질소분리기 작동단계(S400) 및 상기 공기압축기 작동단계(S100)가 중단된다.
상기 질소 저장단계(S600)에서 상기 질소저장탱크(20)에 저장되는 질소의 저장량이 기 정해진 기준 저장량 보다 적을 경우, 상기 질소분리기 작동단계(S400)를 계속 진행하여 질소의 분리를 계속 진행하면서, 사용자에서 상기 질소저장탱크 내 질소 저장량 부족에 대한 알람으로 상황을 알리게 된다.
상기 질소 저장단계(S600)에서 상기 질소저장탱크(20)에 저장되는 질소의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어나지 않을 때 혼소발전시스템으로부터 가스혼소운전으로의 전환 신호가 전달되면, 상기 통합제어기(24)에서 신호를 전달받아 가스 공급 배관 및 엔진으로 질소를 공급하게 되며, 상기 가스 공급 배관 및 엔진으로 공급된 질소는 잔존가스를 제거(purge)하는데 사용하게 된다.
상기 질소 저장단계(S600)에서 상기 질소저장탱크(20)에 저장되는 질소의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어나지 않을 때 혼소발전시스템으로부터 가스혼소운전으로의 전환 신호가 전달되지 않으면, 질소는 상기 가스 공급 배관 및 엔진으로 공급되지 않고 상기 질소저장탱크(20)에 저장된 상태를 유지하게 된다.
이상에서 설명된 본 발명의 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
2 : 공기압축기
4 : 공기여과기
6 : 압축공기 저장탱크
8 : 압축공기 비상밸브
10 : 질소분리기
12 : 재압축용 공급밸브
14 : 질소배출밸브
16 : 산소감지기
18 : 질소 재분리용 공급밸브
20 : 질소저장탱크
22 : 질소비상밸브
24 : 통합제어기
S100 : 공기압축기 작동단계
S200 : 공기여과기 작동단계
S300 : 압축공기 저장단계
S400 : 질소분리기 작동단계
S500 : 산소감지기 작동단계
S600 : 질소 저장단계
4 : 공기여과기
6 : 압축공기 저장탱크
8 : 압축공기 비상밸브
10 : 질소분리기
12 : 재압축용 공급밸브
14 : 질소배출밸브
16 : 산소감지기
18 : 질소 재분리용 공급밸브
20 : 질소저장탱크
22 : 질소비상밸브
24 : 통합제어기
S100 : 공기압축기 작동단계
S200 : 공기여과기 작동단계
S300 : 압축공기 저장단계
S400 : 질소분리기 작동단계
S500 : 산소감지기 작동단계
S600 : 질소 저장단계
Claims (30)
- 대기 중의 공기를 흡입하여 일정 농도의 질소를 추출하는 질소 공급 장치에 있어서,
흡입된 외부 공기를 압축하여 배출하는 공기압축기;
상기 공기압축기를 통하여 압축된 압축공기 내 이물질을 제거하는 공기여과기;
상기 압축공기를 저장하는 압축공기 저장탱크;
상기 압축공기 저장탱크로부터 배출된 압축공기를 질소와 산소로 분리하는 질소분리기;
상기 질소분리기로부터 분리된 질소 중의 산소함유량을 감지하는 산소감지기;
상기 질소분리기로부터 분리된 질소가 저장되는 질소저장탱크;를 포함하며,
통합제어기에 의해 제어되는 것
을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 장치. - 제1항에 있어서,
상기 질소분리기에는,
상기 질소분리기에서 분리된 질소 이외의 기체를 상기 공기압축기로 공급하기 위한 재압축용 공급밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 장치. - 제2항에 있어서,
상기 질소분리기에는,
상기 질소분리기에서 분리된 질소 이외의 기체를 대기로 배출시키기 위한 질소배출밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 장치. - 제1항에 있어서,
상기 질소분리기는 압력변동흡착(Pressure Swing Absorption) 방식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 장치. - 제1항에 있어서,
상기 산소감지기에는,
상기 산소감지기로 유입된 질소 내에 기 정해진 기준량 이상의 산소 함유 시 상기 질소를 상기 질소분리기로 재공급하기 위한 질소 재분리용 공급밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 장치. - 제1항에 있어서,
상기 질소저장탱크에는,
상기 질소저장탱크 내 질소 저장량이 기 정해진 기준량 이상일 경우, 질소를 상기 질소저장탱크의 외부로 배출시키기 위한 질소비상밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 장치. - 제1항에 있어서,
상기 압축공기 저장탱크에는,
상기 압축공기 저장탱크 내 압축공기 저장량이 기 정해진 기준량 이상일 경우, 상기 압축공기를 상기 압축공기 저장탱크의 외부로 배출시키기 위한 압축공기 비상밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 장치. - 대기 중의 공기를 흡입하여 일정 농도의 질소를 추출하는 질소 공급 장치를 이용한 질소 공급 방법에 있어서,
공기압축기 작동단계;
공기여과기 작동단계;
압축공기 저장단계;
질소분리기 작동단계;
산소감지기 작동단계;
질소 저장단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제8항에 있어서,
상기 공기압축기 작동단계는,
통합제어기에서 각각의 기기들로부터 받은 신호가 정상이며, 압축공기 저장탱크 내 압축공기 저장량이 기 정해진 기준량 이하일 때 진행되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제8항에 있어서,
상기 공기압축기 작동단계에서 공기가 압축되는 압력은 혼소운전으로 전환 시 배관 내 남아있는 가스를 제거할 수 있는 압력보다 큰 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제8항에 있어서,
상기 공기여과기 작동단계에서는 상기 공기압축기로부터 상기 공기여과기로 유입된 압축공기 내 이물질이 여과되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제11항에 있어서,
상기 공기여과기 작동단계에서 상기 공기여과기 작동에 이상이 있는 경우, 상기 통합제어기로 이상신호가 전달되어 상기 공기압축기 작동단계가 중단되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제8항에 있어서,
상기 압축공기 저장단계에서,
상기 압축공기 저장탱크에 저장되는 압축공기의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어날 경우 압축공기 비상밸브를 열어 상기 압축공기 저장탱크 내 압축공기를 상기 압축공기 저장탱크 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제13항에 있어서,
상기 압축공기 저장단계에서,
상기 압축공기 저장탱크에 저장되는 압축공기의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어날 경우, 상기 통합제어기로 이상신호가 전달되어 상기 공기압축기의 작동이 정지되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제8항에 있어서,
상기 질소분리기 작동단계에서는 질소분리기로 유입된 압축공기 내의 질소와 산소를 분리하는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제15항에 있어서,
상기 질소분리기 작동단계는 상기 압축공기 저장단계 이후 통합제어기에서 각각의 기기들로부터 받은 신호가 정상이며, 질소저장탱크 내 질소량이 기 정해진 기준량 이하이거나 혼소발전시스템으로부터 가스혼소운전으로의 전환 신호가 있을 때 진행되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제15항에 있어서,
상기 압축공기 저장단계 이후 혼소발전시스템으로부터 엔진 시동 신호가 발생되면, 상기 질소분리기 작동단계는 진행되지 않고, 상기 압축공기 저장탱크 내 압축공기는 엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제16항에 있어서,
상기 질소분리기 작동단계가 진행될 때, 상기 압축공기 저장탱크 내 압축공기량이 기준량 보다 적다면, 질소분리기에서 분리된 질소 이외의 기체는 상기 재압축용 공급 밸브를 통해 상기 공기압축기로 재유입 되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제18항에 있어서,
상기 재압축용 공급 밸브를 통해 질소분리기로부터 공기압축기로 재유입 된 질소 이외의 기체는 상기 공기압축기로 흡입된 외부 공기와 함께 압축되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제17항에 있어서,
상기 질소분리기 작동단계가 진행될 때, 상기 압축공기 저장탱크 내 압축공기량이 기준량 보다 많다면, 상기 공기압축기 작동단계가 중단되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제17항에 있어서,
상기 질소분리기 작동단계가 진행될 때, 상기 압축공기 저장탱크 내 압축공기량이 기준량 보다 많다면, 상기 질소분리기에서 분리된 질소 이외의 기체는 질소배출밸브를 통하여 대기로 배출되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제17항에 있어서,
상기 질소분리기 작동단계에서 이상신호가 감지되는 경우,
상기 통합제어기에서 이상신호를 감지하여 사용자에게 알람으로 상황을 알리고, 비상상황일 경우 상기 질소분리기 작동단계를 중단하는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제8항에 있어서,
상기 산소감지기 작동단계에서는 질소분리기에서 분리되어 산소감지기로 유입된 질소 내 산소함유량을 확인하는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제23항에 있어서,
상기 산소감지기 작동단계에서 질소분리기로부터 산소감지기로 유입된 질소 내 산소함유량이 기 정해진 기준량 이상일 경우, 통합제어기에서는 질소 재분리용 공급밸브를 열어 상기 산소감지기 내 질소를 상기 질소분리기로 재유입시키는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제24항에 있어서,
상기 산소감지기 작동단계에서 질소분리기로부터 산소감지기로 유입된 질소 내 산소함유량이 기 정해진 기준량 이하일 경우, 질소가 질소저장탱크에 저장되는 상기 질소 저장단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제8항에 있어서,
상기 질소 저장단계에서 상기 질소저장탱크에 저장되는 질소의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어날 경우, 상기 통합제어기로 이상신호가 전달되어 이상신호의 종류에 따라 사용자에게 알람으로 상황을 알리는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제26항에 있어서,
상기 질소저장탱크에 저장되는 질소의 저장량이 기 정해진 기준량 보다 적을 경우, 상기 질소분리기 작동단계를 계속 진행하는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제26항에 있어서,
상기 질소저장탱크에 저장되는 질소의 저장량이 기 정해진 기준량 보다 많을 경우, 상기 통합제어기에서는 질소비상밸브를 열어 상기 질소저장탱크 내 질소를 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제26항에 있어서,
상기 질소저장탱크에 저장되는 질소의 저장량이 기 정해진 기준량 보다 많을 경우, 상기 질소분리기 작동단계 및 상기 공기압축기 작동단계가 중단되는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법. - 제26항에 있어서,
상기 질소 저장단계에서 상기 질소저장탱크에 저장되는 질소의 압력, 온도 및 저장량이 기 정해진 기준을 벗어나지 않을 때 혼소발전시스템으로부터 가스혼소운전으로의 전환 신호가 전달되면, 상기 질소저장탱크 내 질소는 가스 공급 배관 및 엔진으로 공급되어 잔존가스를 제거(purge)하는 것을 특징으로 하는 혼소발전용 질소 공급 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180109041A KR20200030313A (ko) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180109041A KR20200030313A (ko) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200030313A true KR20200030313A (ko) | 2020-03-20 |
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ID=69958387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180109041A KR20200030313A (ko) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | 혼소발전용 질소 공급 장치 및 이를 이용한 질소 공급 방법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20200030313A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021182835A1 (ko) | 2020-03-11 | 2021-09-16 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 버튼형 이차전지 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170079323A (ko) | 2015-12-30 | 2017-07-10 | 주식회사 한국가스기술공사 | 질소 유량 및 농도 조절이 가능한 질소공급시스템 및 이를 이용한 질소공급방법 |
-
2018
- 2018-09-12 KR KR1020180109041A patent/KR20200030313A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170079323A (ko) | 2015-12-30 | 2017-07-10 | 주식회사 한국가스기술공사 | 질소 유량 및 농도 조절이 가능한 질소공급시스템 및 이를 이용한 질소공급방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021182835A1 (ko) | 2020-03-11 | 2021-09-16 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 버튼형 이차전지 |
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