KR20220020454A

KR20220020454A - 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템 및 이의 제어 방법

Info

Publication number: KR20220020454A
Application number: KR1020200100442A
Authority: KR
Inventors: 조태영
Original assignee: 엘아이지넥스원 주식회사
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2022-02-21
Also published as: KR102372827B1

Abstract

본 발명에 따르면, 질소 가스를 공급하도록 마련되는 가스 공급부, 상기 고압 용기를 내측에 포함하며, 적어도 하나의 방열판을 포함하여 상기 방열판의 온도에 따라 상기 고압 용기의 온도를 조절하는 냉각 장치 및 일측이 상기 가스 공급부와 연결되고, 타측이 분리되어 상기 냉각 장치 및 상기 고압 용기에 각각 연결되는 파이프 라인을 포함하여 고압용기 냉각과 질소 충진을 동시에 수행하는 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템 및 이의 제어 방법이 개시된다.

Description

냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템 및 이의 제어 방법 {High Pressure Vessel Nitrogen Filling System Using Cooling Method and Control Method Therefor}

본 발명은 고압용기 질소 충진 시스템에 관한 것으로, 특히 유도 발사체에 연결되는 고압 용기에 질소를 충진하기 위한 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.

유도 발사체 내에 조립되는 고압용기는 충진된 질소가스를 이용해 유도 발사체의 비행성능에 영향을 주는 날개의 전개나, 발사체 내 유/공압계통의 정상적인 작동을 위해 이용된다.

또한 지상종합시험 점검 때에는 유도 발사체 내부에 있는 고압용기 사용 시 재활용이 불가한 구성품들이 있어 외부에서 지상종합시험용 고압용기를 설치하여, 유도 발사체에 연결하여 점검을 진행한다.

고압 용기에 고압의 질소를 충진 시 고압으로 인한 질소의 온도상승으로 인해 요구압력조건에 충족한 압력을 충진하더라도 시간이 지나 고압용기 내 질소의 온도가 상온으로 돌아오면 용기 내 질소의 압력이 떨어지는 현상이 발생하며 재충진 작업을 수행해야 요구압력조건을 충족할 수 있다.

이에 따라, 불필요한 반복적인 작업과 소요되는 작업시간을 개선할 필요가 있다.

본 발명은 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템 및 이의 제어 방법으로 질소 가스를 공급하도록 마련되는 가스 공급부, 상기 고압 용기를 내측에 포함하며, 적어도 하나의 방열판을 포함하여 상기 방열판의 온도에 따라 상기 고압 용기의 온도를 조절하는 냉각 장치 및 일측이 상기 가스 공급부와 연결되고, 타측이 분리되어 상기 냉각 장치 및 상기 고압 용기에 각각 연결되는 파이프 라인을 포함하여 고압용기 냉각과 질소 충진을 동시에 수행하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템은, 질소 가스를 공급하도록 마련되는 가스 공급부, 상기 고압 용기를 내측에 포함하며, 적어도 하나의 방열판을 포함하여 상기 방열판의 온도에 따라 상기 고압 용기의 온도를 조절하는 냉각 장치 및 일측이 상기 가스 공급부와 연결되고, 타측이 분리되어 상기 냉각 장치 및 상기 고압 용기에 각각 연결되는 파이프 라인을 포함한다.

여기서, 상기 파이프 라인은, 상기 가스 공급부와 연결되는 메인 파이프 라인, 상기 메인 파이프 라인으로부터 분리되며, 제1 밸브를 이용하여 개폐가 제어되는 제1 파이프 라인 및 상기 메인 파이프 라인으로부터 분리되며, 제2 밸브를 이용하여 개폐가 제어되는 제2 파이프 라인을 포함한다.

여기서, 상기 제1 파이프 라인은 상기 고압 용기에 연결되고, 상기 제2 파이프 라인은 상기 냉각 장치에 연결된다.

여기서, 상기 고압 용기에 부착되어 상기 고압 용기의 압력을 측정하는 압력 센서 및 상기 고압 용기의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 센서부를 더 포함한다.

여기서, 상기 센서부로부터 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값을 입력 받고, 입력 받은 상기 측정 온도값과 측정 압력값에 따라 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 개폐 여부를 판단하여, 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함한다.

여기서, 상기 제1 파이프 라인을 통해 고압의 질소 가스가 상기 고압 용기로 공급되며, 상기 제2 파이프 라인을 통해 냉각용 질소 가스가 상기 냉각 장치로 공급되어 상기 방열판을 냉각시킨다.

여기서, 상기 제어부는, 충진 압력과 충진 시간을 포함하는 충진 조건을 설정하는 충진 조건 설정부, 상기 충진 조건에 따라 상기 고압 용기에 질소를 충진하기 위해 상기 제1 밸브로 개방 신호를 전송하는 제1 파이프 라인 제어부, 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값을 입력 받는 데이터 입력부 및 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 기 설정한 임계 온도값을 비교하여, 상기 측정 온도값이 상기 임계 온도값을 초과할 경우 상기 제2 밸브로 개방 신호를 전송하는 제2 파이프 라인 제어부를 포함한다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값과 기 설정한 임계 압력값을 비교하는 충진 확인부를 더 포함하며, 상기 제1 파이프 라인 제어부는, 상기 측정 압력값이 상기 임계 압력값 미만일 경우 상기 제1 밸브로 개방 신호를 전송한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템의 제어 방법은, 제어부가, 충진 압력과 충진 시간을 포함하는 충진 조건을 설정하는 단계, 상기 충진 조건에 따라 상기 고압 용기에 질소를 충진하기 위해 제1 밸브로 개방 신호를 전송하는 단계, 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값을 입력 받는 단계, 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 기 설정한 임계 온도값을 비교하는 단계 및 상기 측정 온도값이 상기 임계 온도값을 초과할 경우 상기 제2 밸브로 개방 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제1 밸브를 이용하여 개폐가 제어되는 제1 파이프 라인은 상기 고압 용기에 연결되고, 상기 제2 밸브를 이용하여 개폐가 제어되는 제2 파이프 라인은 냉각 장치에 연결된다.

여기서, 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값과 기 설정한 임계 압력값을 비교하는 단계 및 상기 측정 압력값이 상기 임계 압력값 미만일 경우 상기 제1 밸브로 개방 신호를 전송하는 단계를 더 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 질소 가스를 공급하도록 마련되는 가스 공급부, 상기 고압 용기를 내측에 포함하며, 적어도 하나의 방열판을 포함하여 상기 방열판의 온도에 따라 상기 고압 용기의 온도를 조절하는 냉각 장치 및 일측이 상기 가스 공급부와 연결되고, 타측이 분리되어 상기 냉각 장치 및 상기 고압 용기에 각각 연결되는 파이프 라인을 포함하여 고압용기 냉각과 질소 충진을 동시에 수행할 수 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 종래의 고압용기 질소 충진 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템의 제어부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템의 제어 흐름을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 관련된 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템 및 이의 제어 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 고압용기 질소 충진 시스템을 나타낸 도면이다.

지상종합시험 점검 때에는 유도 발사체 내부에 있는 고압용기 사용 시 재활용이 불가한 구성품들이 있어 외부에서 지상종합시험용 고압용기를 설치하여, 유도 발사체에 연결하여 점검을 진행한다.

도 1을 참조하면, 질소 충진 시 고압질소가스공급 시설의 고압용 공압호스를 고압용기에 조립되어 있는 볼 밸브에 연결하여 질소 충진을 실시한다.

이때, 고압용기 A의 요구압력조건은 6000 psi이고, 고압용기 B의 요구압력조건은 4500 psi이며, PV 1,2,3,4는 파이로 밸브이다.

도 1에서 점선으로 표시된 부분은 지상종합시험 점검 시 유도 발사체에 연결되는 배관이다.

고압질소가스공급 시설을 이용하여 고압용기에 질소 충진 시 일정압력을 인가 후 안정화 시간을 가지면서 점진적으로 압력을 상승시켜 질소를 충진해야 한다.

예를 들어, 1000psi 인가 후 5분 안정화 대기 시간을 갖고 2000psi 인가 후 5분 안정화 대기 시간을 갖는다.

또한, 요구압력조건 충진 후 압력확인을 위해 용기에 조립된 압력 센서에 파워서플라이과 DMM을 연결하여 파워서플라이를 통해 전원을 인가후 DMM에 출력된 전압값을 압력센서의 센서값을 환산하여 용기내 압력을 확인한다.

현재 고압용기에 질소를 충진할 시 실시간으로 충진된 압력값을 알 수가 없다. 또한 고압질소를 충진시에 압력값에 따른 용기내부의 온도상승량을 알지 못하며 고압용기의 온도가 상승하는 현상으로 질소의 압력이 상승해 고압용기 내 온도가 다시 상온으로 돌아왔을 시 충진할 때에 압력값보다 압력이 떨어져있어 충진작업을 재작업 해야하는 필요가 있다.

예를 들어, 질소를 6000psi로 충진한 후 온도가 올라간 용기의 내부온도가 상온일 때 압력값이 6000psi보다 낮게 측정되고, 충진압력의 약 5%정도 압력손실이 발생한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템(10)은 가스 공급부(100), 냉각 장치(200), 파이프 라인(300), 고압 용기(400), 센서부(500), 제어부(600)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템(10)은 고압질소가스(6000psi)공급 시설을 이용해 유도 발사체 지상점검시험용으로 사용되는 고압용기에 질소가스를 고압충진하여 사용하는 시스템이다.

종래의 경우 고압 용기에 고압의 질소를 충진 시 고압으로 인한 질소의 온도상승으로 인해 요구압력조건에 충족한 압력을 충진하더라도 시간이 지나 고압용기 내 질소의 온도가 상온으로 돌아오면 용기 내 질소의 압력이 떨어지는 현상이 발생하며 재충진 작업을 수행해야 요구압력조건을 충족할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템(10)은 일측이 상기 가스 공급부와 연결되고, 타측이 분리되어 상기 냉각 장치 및 상기 고압 용기에 각각 연결되는 파이프 라인을 포함하여 고압용기 냉각과 질소 충진을 동시에 수행할 수 있다.

가스 공급부(100)는 질소 가스를 공급하도록 마련된다.

가스 공급부(100)는 고압질소공급장치로 구현되며, 레귤레이터를 이용하여 고압질소가스 압력을 제어한다.

냉각 장치(200)는 상기 고압 용기를 내측에 포함하며, 적어도 하나의 방열판을 포함하여 상기 방열판의 온도에 따라 상기 고압 용기의 온도를 조절한다.

파이프 라인(300)은 일측이 상기 가스 공급부와 연결되고, 타측이 분리되어 상기 냉각 장치 및 상기 고압 용기에 각각 연결된다.

파이프 라인(300)은 메인 파이프 라인(310), 제1 파이프 라인(320), 제2 파이프 라인(320)을 포함한다.

메인 파이프 라인(310)은 상기 가스 공급부와 연결된다.

제1 파이프 라인(320)은 상기 메인 파이프 라인으로부터 분리되며, 제1 밸브(321)를 이용하여 개폐가 제어된다.

여기서, 제1 밸브는 제1 솔레노이드 밸브이며, 제어부의 개폐 제어 신호에 의해 밸브 ON/OFF 작동을 통해 고압질소가스를 공급한다.

제2 파이프 라인(330)은 상기 메인 파이프 라인으로부터 분리되며, 제2 밸브(331)를 이용하여 개폐가 제어된다.

여기서, 제2 밸브는 제2 솔레노이드 밸브이며, 제어부의 개폐 제어 신호에 의해 밸브 ON/OFF 작동을 통해 질소가스를 공급한다.

제1 파이프 라인(320)은 상기 고압 용기(400)에 연결되고, 상기 제2 파이프 라인(330)은 상기 냉각 장치(200)에 연결된다.

제1 파이프 라인(320)을 통해 고압의 질소 가스가 상기 고압 용기로 공급되며, 제2 파이프 라인(330)을 통해 냉각용 질소 가스가 상기 냉각 장치로 공급되어 상기 방열판을 냉각시킨다.

제2 솔레노이드 밸브를 통하여 유입된 냉각용 질소가스에 의해 방열판이 냉각 되며, 고압질소충진으로 인해 온도가 상승한 고압용기 온도를 상온까지 냉각하게 된다.

또한, 제2 솔레노이드 밸브를 통하여 고압의 질소가스를 고압용기 표면에 분사하여 냉각시킬 수도 있다.

고압 용기(400)는 고압질소공급장치를 통해 충진된 고압질소를 저장하는 용기이며, 냉각 장치의 내측에 마련된다.

센서부(500)는 상기 고압 용기에 부착되어 상기 고압 용기의 압력을 측정하는 압력 센서(510) 및 상기 고압 용기의 온도를 측정하는 온도 센서(520)를 포함한다.

센서부(500)는 DAQ, 계측 및 제어용 노트북과 연결되어 센서의 측정값을 실시간으로 변환하여 데이터(Data)를 계측하고, 디스플레이(Display)에 표시할 수 있다.

제어부(600)는 상기 센서부로부터 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값을 입력 받고, 입력 받은 상기 측정 온도값과 측정 압력값에 따라 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 개폐 여부를 판단하여, 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 개폐를 제어한다.

제어부(600)는 DAQ로 전달받은 Data를 이용하여 자동으로 솔레노이드 밸브의 ON/OFF를 제어한다.

구체적으로, 고압용기의 온도가 상온 초과일때 솔레노이드 밸브를 ON하여 냉각을 시작하고, 고압용기의 온도가 상온 이하로 하강 했을 시 OFF하여 냉각을 중단한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템의 제어부를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템의 제어부(600)는 충진 조건 설정부(610), 제1 파이프 라인 제어부(620), 데이터 입력부(630), 제2 파이프 라인 제어부(640), 충진 확인부(650)를 포함한다.

제어부(600)는 아두이노의 솔레노이드 밸브 제어 프로그램으로 고압용기와 연결된 압력, 온도센서에서 수집된 Data를 통하여 제1 밸브와 제2 밸브를 자동 On/Off를 제어하여 충진작업 또는 냉각작업을 선택하여 제어한다.

초기 충진압력은 4000psi로 약 5분간 제1 솔레노이드 밸브를 통하여 충진 작업을 수행하고 온도센서를 통하여 전달된 고압용기 온도가 상온을 초과할 때 제2 솔레노이드 밸브를 On 하여 냉각용 질소가스를 분사하여 고압용기 온도를 상온까지 냉각한다. 이후 제2 솔레노이드 밸브를 Off하고, 제1 솔레노이드 밸브를 On하여 질소충진작업을 계속 수행한다. 위 작업을 반복수행하여 6000psi까지 재작업없이 한번작업으로 필요 충진량까지 충진한다.

충진 조건 설정부(610)는 충진 압력과 충진 시간을 포함하는 충진 조건을 설정한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템은 단계별로 일정압력 충진 후 고압용기에 냉각용 질소가스를 분사하여 냉각하는 방식으로 예를 들어, 필요 충진량이 6000psi인 경우, 초기 질소충진압력 4000psi 이후 500psi씩 압력을 상승시켜 충진하게 된다. (4000psi->4500psi->5000psi…… )

이에 따라, 초기 충진압력은 4000psi로 충진 시간은 5분으로 충진 조건을 설정한다.

제1 파이프 라인 제어부(620)는 상기 충진 조건에 따라 상기 고압 용기에 질소를 충진하기 위해 상기 제1 밸브로 개방 신호를 전송한다.

데이터 입력부(630)는 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값을 입력 받는다.

제2 파이프 라인 제어부(640)는 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 기 설정한 임계 온도값을 비교하여, 상기 측정 온도값이 상기 임계 온도값을 초과할 경우 상기 제2 밸브로 개방 신호를 전송한다.

여기서, 임계 온도값은 상온(25℃)으로 설정한다. 고압용기 온도가 상온을 초과할 때 제2 솔레노이드 밸브를 On 하여 냉각용 질소가스를 분사하여 고압용기 온도를 상온까지 냉각한다. 이후 제2 솔레노이드 밸브를 Off하고, 제1 솔레노이드 밸브를 On하여 질소충진작업을 계속 수행한다.

충진 확인부(650)는 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값과 기 설정한 임계 압력값을 비교한다.

제1 파이프 라인 제어부(620)는 상기 측정 압력값이 상기 임계 압력값 미만일 경우 상기 제1 밸브로 개방 신호를 전송한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템의 제어 방법은 제어부가, 충진 압력과 충진 시간을 포함하는 충진 조건을 설정하는 단계(S100)에서 시작한다.

단계 S200에서 상기 충진 조건에 따라 상기 고압 용기에 질소를 충진하기 위해 제1 밸브로 개방 신호를 전송한다.

단계 S300에서 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값을 입력 받는다.

단계 S400에서 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 기 설정한 임계 온도값을 비교한다.

단계 S500에서 상기 측정 온도값이 상기 임계 온도값을 초과할 경우 상기 제2 밸브로 개방 신호를 전송한다.

단계 S600에서 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값과 기 설정한 임계 압력값을 비교한다.

단계 S700에서 상기 측정 압력값이 상기 임계 압력값 미만일 경우 상기 제1 밸브로 개방 신호를 전송한다.

단계 S100 내지 S700에서, 상기 제1 파이프 라인을 통해 고압의 질소 가스가 상기 고압 용기로 공급되며, 상기 제2 파이프 라인을 통해 냉각용 질소 가스가 상기 냉각 장치로 공급되어 상기 방열판을 냉각시킨다.

본 발명의 일 실시예에서, 단계 S200 내지 S400과 S500 내지 S600은 동시 진행으로 수행될 수 있으며, 이에 따라 질소 충진과 냉각, 계측을 동시진행으로 한 번 작업으로 충진 완료할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템의 제어 흐름을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 먼저 고압질소가스 공급시설의 레귤레이터를 이용해 압력을 조절 후 질소가스를 인가한다.

이후, 솔레노이드 밸브를 개방하여 고압용기로 질소 충진한다. 여기서 솔레노이드 밸브 이외에 볼 밸브를 이용하는 것도 가능하다.

고압용기의 질소 충진에 따라 고압용기의 온도 상승 시 고압용기 온도, 압력센서로부터 계측된 Data를 DAQ가 수신하고, 제어장치로 Data를 전달한다.

제어장치는 DAQ로 전달받은 Data를 통하여 제어장치가 자동으로 솔레노이드 밸브를 제어한다.

구체적으로, 고압용기의 온도가 상온보다 높을 경우 솔레노이드 밸브가 on되어 냉각용 질소가스를 공급하여 고압용기온도를 냉각하고, 고압용기온도가 상온일때 솔레노이드 밸브 off되어 냉각용 질소가스 공급을 차단한다.

노트북을 통하여 계측된 Data를 실시간 확인하고, 질소충진압력 요구성능 확인 후 작업을 종료하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각방식을 이용한 고압용기 질소 충진 시스템에 따르면, 고압용기 질소 충진 시 실시간으로 용기 내부압력을 확인할 수 있고 DAQ를 통하여 인가한 압력에 따른 용기내부의 온도 상승값에 대한 Data를 확보할 수 있다.

또한, 제어장치가 솔레노이드 밸브의 on/off 제어하여 고압용기 냉각과 질소 충진을 동시에 수행하여 종래기술 보다 소요되는 작업시간 단축과 불필요한 재작업을 수행해야 될 필요가 없는 효과를 기대할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims

고압 용기에 질소를 충진하기 위한 질소 충진 시스템에 있어서,
질소 가스를 공급하도록 마련되는 가스 공급부;
상기 고압 용기를 내측에 포함하며, 적어도 하나의 방열판을 포함하여 상기 방열판의 온도에 따라 상기 고압 용기의 온도를 조절하는 냉각 장치; 및
일측이 상기 가스 공급부와 연결되고, 타측이 분리되어 상기 냉각 장치 및 상기 고압 용기에 각각 연결되는 파이프 라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템.
제1항에 있어서,
상기 파이프 라인은,
상기 가스 공급부와 연결되는 메인 파이프 라인;
상기 메인 파이프 라인으로부터 분리되며, 제1 밸브를 이용하여 개폐가 제어되는 제1 파이프 라인; 및
상기 메인 파이프 라인으로부터 분리되며, 제2 밸브를 이용하여 개폐가 제어되는 제2 파이프 라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 파이프 라인은 상기 고압 용기에 연결되고, 상기 제2 파이프 라인은 상기 냉각 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템.
제2항에 있어서,
상기 고압 용기에 부착되어 상기 고압 용기의 압력을 측정하는 압력 센서 및 상기 고압 용기의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 센서부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템.
제4항에 있어서,
상기 센서부로부터 상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값을 입력 받고, 입력 받은 상기 측정 온도값과 측정 압력값에 따라 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 개폐 여부를 판단하여, 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 파이프 라인을 통해 고압의 질소 가스가 상기 고압 용기로 공급되며, 상기 제2 파이프 라인을 통해 냉각용 질소 가스가 상기 냉각 장치로 공급되어 상기 방열판을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
충진 압력과 충진 시간을 포함하는 충진 조건을 설정하는 충진 조건 설정부;
상기 충진 조건에 따라 상기 고압 용기에 질소를 충진하기 위해 상기 제1 밸브로 개방 신호를 전송하는 제1 파이프 라인 제어부;
상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값을 입력 받는 데이터 입력부; 및
상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 기 설정한 임계 온도값을 비교하여, 상기 측정 온도값이 상기 임계 온도값을 초과할 경우 상기 제2 밸브로 개방 신호를 전송하는 제2 파이프 라인 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값과 기 설정한 임계 압력값을 비교하는 충진 확인부;를 더 포함하며,
상기 제1 파이프 라인 제어부는, 상기 측정 압력값이 상기 임계 압력값 미만일 경우 상기 제1 밸브로 개방 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템.
고압 용기에 질소를 충진하기 위한 질소 충진 시스템의 제어 방법에 있어서,
제어부가, 충진 압력과 충진 시간을 포함하는 충진 조건을 설정하는 단계;
상기 충진 조건에 따라 상기 고압 용기에 질소를 충진하기 위해 제1 밸브로 개방 신호를 전송하는 단계;
상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값을 입력 받는 단계;
상기 고압 용기의 온도를 측정한 센서의 측정 온도값과 기 설정한 임계 온도값을 비교하는 단계; 및
상기 측정 온도값이 상기 임계 온도값을 초과할 경우 제2 밸브로 개방 신호를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템의 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 밸브를 이용하여 개폐가 제어되는 제1 파이프 라인은 상기 고압 용기에 연결되고, 상기 제2 밸브를 이용하여 개폐가 제어되는 제2 파이프 라인은 냉각 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템의 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 고압 용기의 압력을 측정한 센서의 측정 압력값과 기 설정한 임계 압력값을 비교하는 단계; 및
상기 측정 압력값이 상기 임계 압력값 미만일 경우 상기 제1 밸브로 개방 신호를 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템의 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 파이프 라인을 통해 고압의 질소 가스가 상기 고압 용기로 공급되며, 상기 제2 파이프 라인을 통해 냉각용 질소 가스가 상기 냉각 장치로 공급되어 방열판을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 질소 충진 시스템의 제어 방법.