KR20200064590A

KR20200064590A - 쿨링다운용 라인 믹서

Info

Publication number: KR20200064590A
Application number: KR1020180150844A
Authority: KR
Inventors: 오충환; 김연수
Original assignee: (주)천우테크
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-06-08
Also published as: KR102141088B1

Abstract

쿨링다운용 라인 믹서에 관한 것으로, 본관을 관통하는 전체 흐름을 훼손하지 않으면서도 액화질소와 질소가스의 혼합이 원활히 이루어지고 배관 내 잔류물이 남지 않아 드레인 설비를 필요로 하지 않는 것이다.
이러한 본 발명은 질소가스를 주입하는 본관과, 상기 본관에 합류된 형태로 결합되며 액화질소를 본관 내로 분사하여 상기 본관에서 흐르는 질소가스와 혼합되도록 한 가지관을 포함하며, 상기 본관은 질소가스가 유입되는 유입부와, 상기 유입부로부터 점진적으로 확대되어 상기 유입부에 비해 더 큰 폭을 가지며 질소가스와 액화질소가 혼합되도록 한 본체부와, 상기 본체부로부터 점진적으로 축소되어 상기 본체부에 비해 더 작은 폭을 가지며 상기 본체부에서 혼합된 질소가스와 액화질소가 유출되는 유출부로 이루어지되, 상기 본체부가 상측으로 치우친 편심 형태로 형성되고 상기 유입부와 본체부와 유출부의 저면은 동일선상에 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

쿨링다운용 라인 믹서{LINE MIXER FOR COOLING DOWN}

본 발명은 쿨링다운용 라인 믹서에 관한 것으로, 특히 본관을 관통하는 전체 흐름을 훼손하지 않으면서도 액화질소와 질소가스의 혼합이 원활히 이루어지고 배관 내 잔류물이 남지 않아 드레인 설비를 필요로 하지 않는 쿨링다운용 라인 믹서에 관한 것이다.

최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.

액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C₃H₈)과 부탄(C₄H₁₀)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.

그러나 액화가스는 압력을 높이거나 온도를 낮추어 강제로 액화시킨 상태로 보관하기 때문에 탱크, 기기, 공급배관과 같은 대상물에 바로 주입하게 되면 급격한 냉각으로 인해 취성파괴가 일어나는 문제점이 있다. 따라서 이같은 취성파괴를 방지하기 위해 점진적으로 온도를 낮추는 쿨링다운을 시행하게 된다.

이같은 쿨링다운을 위하여 사용되는 것이 도 1에 도시된 라인 믹서(Line Mixer)이다. 종래기술에 의한 라인 믹서를 살펴보면 두 개의 주입관을 통해 액화질소(LN₂)와 질소가스(GN₂)를 주입하여 혼합한 후 대상 장비에 공급할 수 있도록 구성되었으며, 처음에는 상온의 질소가스만을 공급하다가 점진적으로 저온의 액화질소의 주입량을 늘려 혼합함으로써 필요한 정도까지 점진적으로 온도를 낮추는 쿨링다운을 실시한다.

하지만, 종래기술에 의한 라인 믹서는 액화질소와 질소가스의 주입방향이 서로 달라서 배관 전체를 관통하는 흐름이 크게 저하되었으며, 도면에서 볼 수 있는 것처럼 라인 믹서 배관의 저면이 아래로 처진 형태로 형성된 관계로 쿨링다운 후 액화질소 잔류물(TR)이 남아 이를 배출하기 위한 드레인 설비가 반드시 설치되어야 하는 문제점이 있었다.

한국공개특허공보 제2015-0077917호(2015.07.08)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 본관을 관통하는 전체 흐름을 훼손하지 않으면서도 액화질소와 질소가스의 혼합이 원활히 이루어지고 배관 내 잔류물이 남지 않아 드레인 설비를 필요로 하지 않는 쿨링다운용 라인 믹서를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 천연액화가스를 공급하기 전에 공급 대상 장비를 쿨링다운시키기 위하여 개발된 쿨링다운용 라인 믹서는, 질소가스를 주입하는 본관과, 상기 본관에 합류된 형태로 결합되며 액화질소를 본관으로 분사하여 상기 본관에서 흐르는 질소가스와 혼합되도록 한 가지관을 포함하며, 상기 본관은 질소가스가 유입되는 유입부와, 상기 유입부로부터 점진적으로 확대되어 상기 유입부에 비해 더 큰 폭을 가지며 질소가스와 액화질소가 혼합되도록 한 본체부와, 상기 본체부로부터 점진적으로 축소되어 상기 본체부에 비해 더 작은 폭을 가지며 상기 본체부에서 혼합된 질소가스와 액화질소가 유출되는 유출부로 이루어지되, 상기 본체부가 상측으로 치우친 편심 형태로 형성되고 상기 유입부와 본체부와 유출부의 저면은 동일선상에 형성된 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 가지관은 상기 본관의 본체부 외주면을 관통한 상태로 결합되며 상기 본체부 내부에서 선단부가 상기 본체부의 중심선과 동일선상에 위치하도록 절곡되어 상기 본체부에서 흐르는 질소가스의 흐름방향과 동일한 방향으로 액화질소를 분사할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 가지관의 선단부에는 점차 내경이 좁혀지는 원뿔 형상으로 형성되고 내주면에는 스크루 형성된 코니컬 스윌러가 설치되어 액화질소를 나선형으로 회전시키면서 분사속도를 높이도록 하며, 상기 코니컬 스윌러의 선단부에는 나선형 콘 분무 노즐이 설치되어 액화질소를 넓게 퍼뜨리면서 미세 입자상으로 분무할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 본관의 본체부 외주면에는 상기 가지관이 관통하도록 관통공이 형성되고, 그 관통공 둘레부와 상기 가지관의 외주면에는 서로 대응하여 체결되는 플랜지가 설치되어 상기 본관 본체부에 대하여 상기 가지관을 착탈시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 가지관은 상기 본관의 길이방향과 동일한 방향으로 나란히 형성되어 액화질소를 공급받는 제1연결부와, 상기 본관의 본체부를 수직하게 관통하여 본체부 내부로 인입되며 외주면에는 플랜지를 구비하는 관통부와, 곡선형으로 절곡되어 상기 제1연결부의 선단부과 상기 관통부의 후단부를 연결해주는 제2연결부와, 상기 관통부의 선단부에 후단부가 연결되며 선단부가 상기 본관 본체부의 중심선과 동일선상에 위치하도록 곡선형의 형상을 갖는 분사부로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 본관의 유입부에는 다량의 질소가스를 끌어와 흡입하기 위한 흡입팬으로서 프로펠러팬과, 상기 프로펠러팬이 흡입한 질소가스를 토출하여 상기 본관의 본체부를 강하게 관통시키기 위한 토출팬으로서 원심팬이 후측과 전측에 나란히 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 본관의 내주면 중 저면을 제외한 나머지 부위에는 상기 유입부 후단에서 시작하여 상기 가지관의 선단부가 설치된 지점에 이르기까지 점진적으로 관경을 좁혔다가 상기 가지관의 선단부가 설치된 지점에서 관경을 급격히 확대시켜주는 돌부가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 본관의 본체부 외주면을 감싸서 상기 본체부의 질소가스를 가열하기 위한 면상 발열체와, 에어로겔을 충진재로 하여 상기 본관과 가지관을 감싼 상태로 설치된 보냉자켓을 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의한 쿨링다운용 라인 믹서는 본관을 관통하는 전체 흐름을 훼손하지 않으면서도 액화질소와 질소가스의 혼합이 원활히 이루어지고 배관 내 잔류물이 남지 않아 드레인 설비를 필요로 하지 않는다.

도 1은 종래기술에 의한 라인 믹서를 설명하기 위한 참조도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 쿨링다운용 라인 믹서의 구성을 설명하기 위한 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 쿨링다운용 라인 믹서의 작용 및 동작을 설명하기 위한 참조도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 쿨링다운용 라인 믹서가 포함된 쿨링다운 테스트 장치의 구성도

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 쿨링다운용 라인 믹서에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

<실시예>

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 쿨링다운용 라인 믹서의 구성을 설명하기 위한 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 쿨링다운용 라인 믹서의 작용 및 동작을 설명하기 위한 참조도이다.

본 발명의 실시예에 의한 쿨링다운용 라인 믹서는 육상의 LNG 터미널 플랜드, LNG 선박, LNG 뱅커링 선박, LNG 연료탱크, LNG 뱅커링 테스트 설비와 같이 LNG를 공급받는 대상 장비의 온도를 서서히 낮추어주는 급격한 온도변화에 의한 취성파괴를 방지할 수 있도록 한 것으로, 도시된 것처럼 질소가스를 주입하는 본관(110)과, 상기 본관(110)에 합류된 형태로 결합되며 액화질소를 본관(110)으로 분사하여 상기 본관(110)에서 흐르는 질소가스와 혼합되도록 한 가지관(120)을 포함하여 이루어진다.

이같은 쿨링다운용 라인 믹서의 구성에서 주목할 점은 중간에 액화질소와 질소가스가 합류하여 혼합되도록 한 본관(110)의 형태가 일반적인 배관 형태를 탈피하여 상측으로 치우친 편심 형태로 형성되어 전체 저면이 동일선상에 위치하도록 하였다는 점이다. 이같은 구성에 의해 본관(110)을 관통하는 전체 흐름을 훼손하지 않으면서도 본관(110) 내에 액화질소 잔류물이 남지 않아 드레인 설비를 필요로 하지 않게 된다.

이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 쿨링다운용 라인 믹서에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

상기 본관(110)은 질소가스가 유입되는 유입부(110a)와, 상기 유입부(110a)로부터 점진적으로 확대되어 유입부(110a)에 비해 더 큰 폭을 가지며 질소가스와 액화질소가 혼합되도록 한 본체부(110e)와, 상기 본체부(110e)로부터 점진적으로 축소되어 본체부(110e)에 비해 더 작은 폭을 가지며 상기 본체부(110e)에서 혼합된 질소가스와 액화질소가 유출되는 유출부(110b), 유입부(110a)와 본체부(110e)를 연결하는 제1경사부(110c), 유출부(110b)와 본체부(110e)를 연결하는 제2경사부(110d)로 이루어진다. 이같은 본관(110)은 앞서 언급된 것처럼 상기 본체부(110e)가 상측으로 치우친 편심 형태로 형성되어 상기 유입부(110a)와 본체부(110e)와 유출부(110b)의 저면이 모두 동일선상에 형성되도록 하였다. 이같이 저면을 동일선상에 일치시킨 구성에 따르면 본관(110)을 관통하는 전체 흐름을 훼손하지 않으면서도 본관(110) 내 잔류물이 남지 않아 부가적인 드레인 설비를 필요로 하지 않는다는 장점과 더불어 상기 본관(110) 하부를 지지하기 위한 설비도 매우 단순화할 수 있는 장점도 있다.

상기 본관(110)의 내주면에는 저면을 제외한 나머지 부위에 유입부(110a) 후단에 위치한 제1경사부(110c)에서 시작하여 가지관(120)의 선단부가 위치한 지점에 이르기까지 점진적으로 관경을 좁혔다가 가지관(120)의 선단부가 위치한 지점에서 관경을 급격히 확대시켜주는 돌부(111)가 형성된다. 이같은 돌부(111)는 액화질소가 분사되는 분무 노즐(123)이 있는 가지관(120)의 선단부 인근에서 질소가스가 빠른 속도를 갖고 급격히 확산되는 흐름을 형성하도록 하여 미립자 형태로 분무되는 액화질소와 극렬하게 접촉하도록 유도하며 이로써 양자 간 온도의 전이가 활발하게 이루어진다.

상기 가지관(120)은 액화질소를 본관(110) 내로 분사하여 상기 본관(110)에서 흐르는 질소가스와 혼합되도록 유도하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 본관(110)의 본체부(110e) 외주면에는 가지관(120)이 관통하도록 관통공이 형성되고, 그 관통공을 관통한 상태에서 플랜지 결합되도록 한다. 이를 위해 상기 가지관(120)은 본관(110)의 길이방향과 동일한 방향으로 나란히 형성되어 액화질소를 공급받는 제1연결부(120a), 상기 본관(110)의 본체부(110e)를 수직하게 관통하여 본체부(110e) 내부로 인입되며 외주면에는 본관(110)에 설치된 제2플랜지(121b)와 체결되는 제1플랜지(121a)를 구비하는 관통부(120c), 곡선형으로 절곡되어 상기 제1연결부(120a)의 선단부과 상기 관통부(120c)의 후단부를 연결해주는 제2연결부(120b), 상기 관통부(120c)의 선단부에 후단부가 연결되며 선단부가 상기 본관(110) 본체부(110e)의 중심선과 동일선상에 위치하도록 곡선형의 형상을 갖는 분사부(120d)로 이루어진다. 이로써, 상기 가지관(120)이 본관(110)의 본체부(110e) 외주면을 관통한 상태에서 본체부(110e)에서 흐르는 질소가스의 흐름방향과 동일한 방향으로 액화질소를 분사할 수 있게 된다.

나아가 상기 가지관(120)의 분사부(120d)에는 점차 내경이 좁혀지는 원뿔 형상으로 형성되고 내주면에는 스크루 형성된 코니컬 스윌러(122)가 설치된다. 상기 코니컬 스윌러(122)는 45도 내지 50도 정도의 경사각을 갖고 스테인리스스틸을 소재로 구비되는 것이 바람직하다. 이로써 상기 가지관(120)을 통해 분사되는 액화질소를 나선형으로 회전시키면서 분사속도를 높일 수 있게 된다.

나아가 상기 코니컬 스윌러(122)의 선단부에는 나선형 콘 분무 노즐(123)이 설치되어 액화질소를 넓게 퍼뜨리면서 미세 입자상으로 분무하게 된다. 상기 분무 노즐(123)은 분사각도 60도이며 스테인리스스틸을 소재로 구비된다. 이처럼 상기 가지관(120)에 코니컬 스윌러(122)와 나선형 콘 분무 노즐(123)이 복합적으로 설치된 구성에 의하면 먼저 코니컬 스윌러(122)에 의해 액화질소가 분사속도가 높아지면서 나선형으로 회전하려는 경향을 갖게 되어 높은 유동성을 갖게 된다. 이렇게 높은 유동성을 갖게 된 액화질소는 나선형 콘 분무 노즐(123)을 통과하면서 미립자 상태로 변화되어 넓게 퍼져나가는 형태로 소용돌이치면서 이미 본관(110)의 본체부(110e) 내부에 존재하는 질소가스와 넓은 접촉면적으로 활발하게 접촉하여 혼합된다. 이처럼 코니컬 스윌러(122)와 나선형 콘 분무노즐이 복합적으로 설치되면 액화질소가 미립자화되어 넓은 접촉면적을 가지도록 하면서도 유동성의 손실을 최소화할 수 있게 되어 액화질소와 질소가스와의 혼합 및 이를 통한 온도조절을 용이하게 제어할 수 있게 된다.

또한 상기 가지관(120)은 본관(110)에 대하여 일체형으로 형성되지 않고 쉽게 착탈 가능하도록 구성된다. 이를 위해 상기 본관(110)의 본체부(110e) 외주면에는 가지관(120)이 관통하도록 관통공이 형성되고, 그 본체(110)의 외주면에 형성된 관통공 둘레부에 설치된 제2플랜지(121b)와 이에 대응하여 상기 가지관(120)의 외주면에 설치된 제1플랜지(121a)가 구비된다. 이같이 본관(110) 본체부(110e)에 대하여 가지관(120)을 쉽게 착탈시킬 수 있도록 구성되면 상기 가지관(120)의 선단부에 설치되어 본관(110) 내부로 인입된 코니컬 스윌러(122) 및 나선형 콘 분무 노즐(123)의 교체 및 관리를 편하게 진행할 수 있게 된다.

상기 프로펠러팬(130)은 본관(110)의 유입부(110a)에 설치되어 다량의 질소가스를 끌어와 흡입하기 위한 흡입팬으로서 구비된다. 이같은 프로펠러팬(130)은 다른 팬들에 비해 비교적 송풍 압력은 낮지만 흡입량이 많아서 많은 양의 질소가스를 끌어와 흡입하는데 적당하다.

한편, 상기 원심팬(140)은 상기 프로펠러팬(130)이 흡입한 질소가스를 토출하는 토출팬으로서 구비된다. 상기 원심팬(140)은 다른 팬들에 비해 풍량보다는 높은 압력으로 송풍하는데 적합하며 상기 프로펠러팬(130)에서 이미 흡입한 많은 양의 질소가스를 강한 압력으로 송풍하여 질소가스가 본관(110)의 본체부(110e)를 강하게 관통하여 나아갈 수 있도록 풍부한 유동성을 제공한다.

라인 믹서에서는 흐름 측면에서 볼 때 질소가스가 액화질소를 끌고 가는 중요한 역할을 하기 때문에 질소가스의 흐름이 매우 중요하며 특히 본관(110) 중간에서 액화질소가 혼합되는 과정이 수분되기 때문에 원활한 흐름을 잃지 않기 위해서는 본관(110)을 충분한 송풍압으로 강하게 관통하는 것이 매우 중요하다. 본 발명에서는 프로펠러팬(130)과 원심팬(140)을 본관(110)의 유입부(110a)에서 질소가스의 흐름방향으로 나란히 배치된 독특한 구성에 의해 서로의 장점을 극대화할 수 있도록 하여 라인 믹서가 필요로 하는 질소가스의 강한 흐름을 형성할 수 있도록 한 것이다.

상기 면상 발열체(160)는 상온에서 시작하는 쿨링다운 초기에 최초 온도가 원하는 수준보다 낮은 경우 원하는 온도를 얻기 위해 사용된다. 이를 위해 상기 면상 발열체(160)는 본관(110)의 본체부(110e) 외주면을 감싼 형태로 설치되어 쿨링다운 후 질소가스를 사용하여 온도를 높이는 웜업(Warm-up) 과정을 신속하게 진행하도록 도와주며, 쿨링다운 전이나 그 외 경우에도 온도를 높이기 위해 필요한 경우라면 언제든 사용할 수 있다. 단, 상기 면상 발열체(160)는 셀프레귤레이션 가능한 것으로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 보냉자켓(150)은 단열 성능이 뛰어난 에어로겔을 충진재로 하여 도 2에 도시된 것처럼 면상 발열체(160)가 설치된 상태에서 본관(110)과 가지관(120)을 감싸는 형태로 설치된다. 여기서 상기 보냉자켓(150)은 30T 두께로 2개층을 겹층하여 설치함으로써 철저한 열차단이 이루어지도록 한다. 이로써, 액화질소의 양을 점진적으로 늘리면서 쿨링다운을 본격화할 때 본관(110) 내부와 외부와의 온도차이가 100℃ 이상 크게 차이가 나더라도 외부에서 침투하는 열을 효과적으로 차단할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 쿨링다운용 라인 믹서의 쿨링다운 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 운전 초기에는 압력 약 0.5Kg/cm².G의 질소가스만 본관(110)을 통해 대상 장비로 공급하여 질소가스로 치환함으로써 수분과 공기를 배제한다.

이후 본격적인 운전이 시작되는데 이때는 압력 약 0.5Kg/cm².G의 질소가스를 본관(110)을 통해 공급하면서 압력 약 1.5Kg/cm².G 온도 ??163℃의 액화질소를 가지관(120)을 통해 본관(110)으로 주입하여 질소가스와 혼합시키되 급격한 냉각을 방지하기 위해 주입량을 점진적으로 증가시키는 방법으로 주입하게 된다. 이같은 방법으로 본관(110) 유출부(110b)를 통해 질소가스와 액화질소가 혼합되어 미스트 상태로 유출될 때의 목표온도인 ??100 내지 ??130℃의 온도에 서서히 도달하게 된다. 이때 대상 장비가 LNG 탱크인 경우 쿨링다운 목표온도가 ??130℃이며 이송배관의 목표온도는 ??100℃로 설정한다.

마지막으로 운전을 마친 후에는 질소가스와 액화질소를 상온으로 웜업(Warm-up)하기 위해 질소가스만을 공급하여 치환해준다.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 쿨링다운용 라인 믹서는 쿨링다운 운전을 시험하기 위해 도 4와 같이 기화기(210)와, 우회라인(320)과, 벤팅(220)(venting)장치를 추가로 설치한 쿨링다운 테스트 장치를 간단히 구성할 수 있다. 그리고 액화질소와 질소가스를 이송하기 위한 배관들(310,330,340)과 밸브들(410a,410b,420,430,440)들을 비롯하여 라인 믹서(100)를 전후하여 설치되는 온도계 및 압력계들이 함께 설치된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110 : 본관 120 : 가지관
121a, 121b ; 플랜지 122 : 코니컬 스윌러
123 : 분무 노즐 130 : 프로펠러팬
140 : 원심팬 150 : 보냉자켓
160 : 면상 발열체

Claims

저온의 액화가스를 공급하기 전에 대상 장비를 쿨링다운하기 위한 쿨링다운용 라인 믹서로서,
질소가스를 주입하는 본관과, 상기 본관에 합류된 형태로 결합되며 액화질소를 본관 내로 분사하여 상기 본관에서 흐르는 질소가스와 혼합되도록 한 가지관을 포함하며,
상기 본관은 질소가스가 유입되는 유입부와, 상기 유입부로부터 점진적으로 확대되어 상기 유입부에 비해 더 큰 폭을 가지며 질소가스와 액화질소가 혼합되도록 한 본체부와, 상기 본체부로부터 점진적으로 축소되어 상기 본체부에 비해 더 작은 폭을 가지며 상기 본체부에서 혼합된 질소가스와 액화질소가 유출되는 유출부로 이루어지되, 상기 본체부가 상측으로 치우친 편심 형태로 형성되고 상기 유입부와 본체부와 유출부의 저면은 동일선상에 형성된 것을 특징으로 하는 쿨링다운용 라인 믹서.
제1항에 있어서,
상기 가지관은 상기 본관의 본체부 외주면을 관통한 상태로 결합되며 상기 본체부 내부에서 선단부가 상기 본체부의 중심선과 동일선상에 위치하도록 절곡되어 상기 본체부에서 흐르는 질소가스의 흐름방향과 동일한 방향으로 액화질소를 분사할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 쿨링다운용 라인 믹서.
제2항에 있어서,
상기 가지관의 선단부에는 점차 내경이 좁혀지는 원뿔 형상으로 형성되고 내주면에는 스크루 형성된 코니컬 스윌러가 설치되어 액화질소를 나선형으로 회전시키면서 분사속도를 높이도록 하며,
상기 코니컬 스윌러의 선단부에는 나선형 콘 분무 노즐이 설치되어 액화질소를 넓게 퍼뜨리면서 미세 입자상으로 분무할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 쿨링다운용 라인 믹서.
제3항에 있어서,
상기 본관의 본체부 외주면에는 상기 가지관이 관통하도록 관통공이 형성되고, 그 관통공 둘레부와 상기 가지관의 외주면에는 서로 대응하여 체결되는 플랜지가 설치되어 상기 본관 본체부에 대하여 상기 가지관을 착탈시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 쿨링다운용 라인 믹서.
제4항에 있어서,
상기 가지관은 상기 본관의 길이방향과 동일한 방향으로 나란히 형성되어 액화질소를 공급받는 제1연결부와, 상기 본관의 본체부를 수직하게 관통하여 본체부 내부로 인입되며 외주면에는 플랜지를 구비하는 관통부와, 곡선형으로 절곡되어 상기 제1연결부의 선단부과 상기 관통부의 후단부를 연결해주는 제2연결부와, 상기 관통부의 선단부에 후단부가 연결되며 선단부가 상기 본관 본체부의 중심선과 동일선상에 위치하도록 곡선형의 형상을 갖는 분사부로 이루어진 것을 특징으로 하는 쿨링다운용 라인 믹서.
제4항에 있어서,
상기 본관의 유입부에는 다량의 질소가스를 끌어와 흡입하기 위한 흡입팬으로서 프로펠러팬과, 상기 프로펠러팬이 흡입한 질소가스를 토출하여 상기 본관의 본체부를 강하게 관통시키기 위한 토출팬으로서 원심팬이 후측과 전측에 나란히 설치된 것을 특징으로 하는 쿨링다운용 라인 믹서.
제6항에 있어서,
상기 본관의 내주면 중 저면을 제외한 나머지 부위에는 상기 유입부 후단에서 시작하여 상기 가지관의 선단부가 설치된 지점에 이르기까지 점진적으로 관경을 좁혔다가 상기 가지관의 선단부가 설치된 지점에서 관경을 급격히 확대시켜주는 돌부가 형성된 것을 특징으로 하는 쿨링다운용 라인 믹서.
제4항에 있어서,
상기 본관의 본체부 외주면을 감싸서 상기 본체부의 질소가스를 가열하기 위한 면상 발열체와, 에어로겔을 충진재로 하여 상기 본관과 가지관을 감싼 상태로 설치된 보냉자켓을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 쿨링다운용 라인 믹서.