KR102430334B1 - Cryogenic fluid tank and cryogenic fluid supplying system having the same - Google Patents

Cryogenic fluid tank and cryogenic fluid supplying system having the same Download PDF

Info

Publication number
KR102430334B1
KR102430334B1 KR1020200128393A KR20200128393A KR102430334B1 KR 102430334 B1 KR102430334 B1 KR 102430334B1 KR 1020200128393 A KR1020200128393 A KR 1020200128393A KR 20200128393 A KR20200128393 A KR 20200128393A KR 102430334 B1 KR102430334 B1 KR 102430334B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cryogenic
unit
heat supply
heat
supply unit
Prior art date
Application number
KR1020200128393A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220045521A (en
KR102430334B9 (en
Inventor
이근태
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020200128393A priority Critical patent/KR102430334B1/en
Publication of KR20220045521A publication Critical patent/KR20220045521A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102430334B1 publication Critical patent/KR102430334B1/en
Publication of KR102430334B9 publication Critical patent/KR102430334B9/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/08—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by vacuum spaces, e.g. Dewar flask
    • F17C3/085—Cryostats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/025—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the pressure as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/026—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the temperature as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F25J1/0025—Boil-off gases "BOG" from storages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0304—Heat exchange with the fluid by heating using an electric heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/032—Treating the boil-off by recovery
    • F17C2265/033—Treating the boil-off by recovery with cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0186—Applications for fluid transport or storage in the air or in space
    • F17C2270/0189—Planes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Abstract

극저온유체 탱크 및 이를 포함하는 극저온유체 제공시스템에서, 상기 극저온유체 탱크는 챔버부, 열공급부 및 제어부를 포함한다. 상기 챔버부는 진공부, 및 내부에 극저온 액체 및 극저온 기체가 저장되는 수납부를 포함한다. 상기 열공급부는 상기 수납부 내부의 압력이 기 설정된 압력보다 낮아지는 경우, 상기 진공부를 관통하여 상기 극저온 액체로 열을 제공한다. 상기 제어부는 상기 수납부 내부의 압력을 바탕으로 상기 열공급부의 구동을 제어한다. In a cryogenic fluid tank and a cryogenic fluid providing system including the same, the cryogenic fluid tank includes a chamber unit, a heat supply unit and a control unit. The chamber unit includes a vacuum unit, and a storage unit in which the cryogenic liquid and the cryogenic gas are stored. The heat supply unit provides heat to the cryogenic liquid through the vacuum unit when the pressure inside the housing unit is lower than a preset pressure. The control unit controls the driving of the heat supply unit based on the pressure inside the housing unit.

Description

극저온유체 탱크 및 이를 포함하는 극저온유체 제공시스템{CRYOGENIC FLUID TANK AND CRYOGENIC FLUID SUPPLYING SYSTEM HAVING THE SAME}Cryogenic fluid tank and cryogenic fluid providing system including the same

본 발명은 극저온유체 탱크 및 이를 포함하는 극저온유체 제공시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 극저온 액체를 열교환기로 제공하여 열교환을 통해 기화시킨 상태에서 에너지 변환장치에 사용되는 극저온 기체로 제공함으로써, 선박을 비롯한, 차량, 비행기, 드론 등에 극저온 연료를 공급할 수 있는 극저온유체 탱크 및 이를 포함하는 극저온유체 제공시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cryogenic fluid tank and a cryogenic fluid providing system including the same, and more particularly, by providing a cryogenic liquid as a heat exchanger and vaporizing it through heat exchange as a cryogenic gas used in an energy conversion device, thereby providing a vessel Also, it relates to a cryogenic fluid tank capable of supplying cryogenic fuel to vehicles, airplanes, drones, and the like, and a cryogenic fluid providing system including the same.

종래의 화석연료를 대신한 청정연료로서 극저온 액체연료 등과 같은 극저온연료를 선박이나, 차량, 비행기는 물론 드론 등에 적용하기 위한 다양한 연구개발이 수행되고 있다. Various research and development are being carried out to apply cryogenic fuels such as cryogenic liquid fuels to ships, vehicles, airplanes, as well as drones, etc. as clean fuels instead of conventional fossil fuels.

다만, 극저온 연료의 대표적인 수소의 경우, 종래 대표적인 화석연료인 휘발유에 비하여 체적발열량이 낮기 때문에, 주행거리를 최대화하기 위해서는 단열성이 우수한 저장 탱크나 저장 챔버에 액체상태로 저장될 수 있어야 한다. However, in the case of a representative cryogenic fuel, since the volumetric calorific value is lower than that of gasoline, which is a conventional representative fossil fuel, in order to maximize the mileage, it should be stored in a liquid state in a storage tank or storage chamber with excellent thermal insulation properties.

이에, 수소를 액체상태로 유지하여 저장하기 위해서는, 대략 영하 250℃ 정도의 극저온 상태를 유지할 수 있어야 하는데, 종래의 극저온 수소 저장탱크의 경우, 승압을 위해 기화 장치 등을 이용해야 하는 것은 물론, 감압이나 재응축을 위해서는 극저온 냉동기를 외부에 설치하여야 하므로 전체적인 수소 저장 탱크의 설치 면적이 증가하는 문제가 있다. Accordingly, in order to maintain and store hydrogen in a liquid state, it must be possible to maintain a cryogenic state of about −250° C., in the case of a conventional cryogenic hydrogen storage tank, it is necessary to use a vaporizer for increasing the pressure, as well as reducing the pressure. However, since a cryogenic refrigerator must be installed outside for re-condensation, there is a problem in that the overall installation area of the hydrogen storage tank increases.

이러한 종래의 대표적인 수소 저장탱크 및 이를 이용한 수소연료 제공시스템에 대한 기술로는 대한민국 공개특허 제10-2020-0007447호가 있다. As a conventional technology for a typical hydrogen storage tank and a hydrogen fuel supply system using the same, there is Korean Patent Laid-Open No. 10-2020-0007447.

이에, 수소연료를 다양한 운송 수단에 적용하는 것이 한계가 있었으며, 이러한 수소연료를 저장하기 위한 탱크의 설치 면적을 최소화하기 위한 저장 탱크 및 전체적인 수소연료 제공시스템의 설계에 관한 기술의 필요성이 증가하는 상황이다. Accordingly, there was a limit to applying hydrogen fuel to various transportation means, and the need for technology related to the design of a storage tank and an overall hydrogen fuel supply system to minimize the installation area of a tank for storing such hydrogen fuel is increasing. to be.

대한민국 공개특허 제10-2020-0007447호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0007447

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 극저온 액체의 저장탱크의 설치 면적을 최소화하고, 감압을 위한 극저온 냉동기를 저장탱크와 일체형으로 제작할 수 있어 유지보수가 용이하며 설치 면적을 줄일 수 있는 극저온유체 탱크에 관한 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention was conceived in this respect, and the object of the present invention is to minimize the installation area of the storage tank of cryogenic liquid, and to manufacture a cryogenic refrigerator for decompression integrally with the storage tank, so maintenance is easy. It relates to a cryogenic fluid tank that can reduce the installation area.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 극저온유체 탱크를 포함하는 극저온유체 제공시스템에 관한 것이다. In addition, another object of the present invention relates to a cryogenic fluid providing system including the cryogenic fluid tank.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 극저온유체 탱크는 챔버부, 열공급부 및 제어부를 포함한다. 상기 챔버부는 진공부, 및 내부에 극저온 액체 및 극저온 기체가 저장되는 수납부를 포함한다. 상기 열공급부는 상기 수납부 내부의 압력이 기 설정된 압력보다 낮아지는 경우, 상기 진공부를 관통하여 상기 극저온 액체로 열을 제공한다. 상기 제어부는 상기 수납부 내부의 압력을 바탕으로 상기 열공급부의 구동을 제어한다. A cryogenic fluid tank according to an embodiment for realizing the object of the present invention includes a chamber unit, a heat supply unit and a control unit. The chamber unit includes a vacuum unit, and a storage unit in which the cryogenic liquid and the cryogenic gas are stored. The heat supply unit provides heat to the cryogenic liquid through the vacuum unit when the pressure inside the housing unit is lower than a preset pressure. The control unit controls the driving of the heat supply unit based on the pressure inside the housing unit.

일 실시예에서, 상기 극저온유체 탱크는, 상기 수납부 내부의 압력을 센싱하는 압력 센서, 및 상기 제어부에 의해 구동이 제어되며, 상기 열공급부가 상기 진공부를 관통하여 이동되도록 구동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the cryogenic fluid tank, a pressure sensor for sensing the pressure inside the housing, and driving is controlled by the control unit, further comprising a driving unit for driving the heat supply unit to move through the vacuum unit can do.

일 실시예에서, 상기 극저온유체 탱크는, 상기 열공급부에 열을 인가하는 가열부, 상기 열공급부의 온도를 측정하는 온도센서, 및 상기 온도센서의 온도를 피드백 받아 상기 가열부를 동작시키는 인버터를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the cryogenic fluid tank further includes a heating unit for applying heat to the heat supply unit, a temperature sensor measuring the temperature of the heat supply unit, and an inverter for receiving the feedback of the temperature of the temperature sensor and operating the heating unit can do.

일 실시예에서, 상기 열 공급부는, 상기 진공부를 관통하도록 연장되는 배관(conduit)일 수 있다. In an embodiment, the heat supply unit may be a conduit extending through the vacuum unit.

일 실시예에서, 상기 열 공급부는, 상기 극저온 액체를 기화시키기 위해 상기 진공부를 관통하여 상기 수납부와 접촉함에 따라 상기 극저온 액체로 열을 제공하며, 상기 극저온 액체의 기화 후에는 상기 수납부와의 접촉이 해제되며 상기 진공부 내측에 위치할 수 있다. In one embodiment, the heat supply unit passes through the vacuum unit to vaporize the cryogenic liquid and provides heat to the cryogenic liquid as it comes into contact with the receiving unit, and after vaporization of the cryogenic liquid, the receiving unit and is released and may be located inside the vacuum unit.

일 실시예에서, 상기 열 공급부는, 상기 진공부를 관통하도록 연장되는 바(bar) 또는 냉각핀이며, 상기 수납부와 접촉함에 따라 열전도를 통해 상기 극저온 액체로 열을 제공할 수 있다. In an embodiment, the heat supply unit is a bar or cooling fin that extends through the vacuum unit, and may provide heat to the cryogenic liquid through heat conduction as it comes into contact with the receiving unit.

일 실시예에서, 상기 극저온유체 탱크는, 상기 열 공급부와 상기 진공부 사이를 밀폐하는 오링(O-ring)부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the cryogenic fluid tank may further include an O-ring part sealing between the heat supply part and the vacuum part.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 극저온유체 제공시스템은, 극저온 액체를 저장하는 극저온유체 탱크, 및 상기 극저온 액체를 극저온 기체로 열교환하여 에너지 변환장치로 제공하는 열교환기를 포함하며, 상기 극저온유체 탱크는 챔버부, 열공급부 및 제어부를 포함한다. 상기 챔버부는 진공부, 및 내부에 극저온 액체 및 극저온 기체가 저장되는 수납부를 포함한다. 상기 열공급부는 상기 수납부 내부의 압력이 기 설정된 압력보다 낮아지는 경우, 상기 진공부를 관통하여 상기 극저온 액체로 열을 제공한다. 상기 제어부는 상기 수납부 내부의 압력을 바탕으로 상기 열공급부의 구동을 제어한다. A cryogenic fluid providing system according to an embodiment for realizing another object of the present invention includes a cryogenic fluid tank for storing a cryogenic liquid, and a heat exchanger that heats the cryogenic liquid into a cryogenic gas to provide an energy conversion device And, the cryogenic fluid tank includes a chamber unit, a heat supply unit and a control unit. The chamber unit includes a vacuum unit, and a storage unit in which the cryogenic liquid and the cryogenic gas are stored. The heat supply unit provides heat to the cryogenic liquid through the vacuum unit when the pressure inside the housing unit is lower than a preset pressure. The control unit controls the driving of the heat supply unit based on the pressure inside the housing unit.

일 실시예에서, 상기 극저온유체 탱크와 연결되며, 상기 극저온유체 탱크의 극저온 기체를 제공받아 냉각하여 극저온 액체로 재액화한 후, 상기 재액화된 극저온 액체를 상기 극저온유체 탱크로 제공하는 재액화탱크를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, connected to the cryogenic fluid tank, receiving the cryogenic gas of the cryogenic fluid tank, cooling it, reliquefying it into a cryogenic liquid, and then reliquefying the reliquefied cryogenic liquid to the cryogenic fluid tank may further include.

일 실시예에서, 상기 재액화탱크는, 내부에 극저온 액체 및 극저온 기체가 저장되는 재액화 챔버, 상기 재액화 챔버의 극저온 기체에 접촉되는 냉각핀, 및 상기 냉각핀으로 냉각열을 제공하는 냉각부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the reliquefaction tank includes a reliquefaction chamber in which a cryogenic liquid and a cryogenic gas are stored, a cooling fin in contact with the cryogenic gas of the reliquefaction chamber, and a cooling unit that provides cooling heat to the cooling fins. may include

본 발명의 실시예들에 의하면, 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 극저온유체 탱크를 통해, 극저온 액체가 저장되는 극저온 냉동기를 일체형으로 제작할 수 있고, 이에 따라 설치 공간을 최소화하는 것은 물론 유지보수의 편의성을 향상시킬 수 있다. According to embodiments of the present invention, through a cryogenic fluid tank capable of maintaining a constant internal pressure, a cryogenic refrigerator in which a cryogenic liquid is stored can be manufactured in one piece, thereby minimizing the installation space as well as maintenance Convenience can be improved.

즉, 열공급부와 이의 구동을 제어하는 제어부를 통해, 극저온유체 탱크의 내부 압력이 저하되는 경우, 극저온 액체를 일부 기화시킴으로써 내부 압력을 일정하게 유지할 수 있으며, 이러한 압력 유지를 위한 극저온유체 탱크의 설계 및 유지 구동동작이 간단하여, 별도의 추가 설비나 복잡한 시스템 설계를 생략할 수 있다. That is, when the internal pressure of the cryogenic fluid tank is lowered through the heat supply unit and the control unit for controlling the driving thereof, the internal pressure can be kept constant by partially vaporizing the cryogenic liquid, and the design of the cryogenic fluid tank for maintaining this pressure And since the maintenance driving operation is simple, it is possible to omit additional equipment or complicated system design.

이 경우, 상기 열공급부로 열을 인가하는 가열부가 구비되어, 이를 통해 극저온 액체를 기화시켜 압력을 증가시키는 것은 물론, 오링부로도 열을 제공함으로써, 열공급부가 진공부 상에 위치하는 경우, 오링부가 극저온 상태에서 손상되어 진공부의 진공 상태가 누설되는 것을 방지할 수 있다. In this case, a heating unit for applying heat to the heat supply unit is provided, thereby vaporizing the cryogenic liquid to increase the pressure, as well as providing heat to the O-ring unit, so that when the heat supply unit is located on the vacuum unit, the O-ring unit is cryogenically It is possible to prevent the vacuum state from leaking due to damage in the state.

또한, 극저온유체 탱크와 연결되어 극저온 기체의 재액화를 수행하는 재액화탱크의 경우, 극저온 기체에 접촉하는 냉각핀 및 이에 냉각열을 제공하는 냉각부를 통해, 상대적으로 간단한 구조 및 설비를 통해 극저온 기체의 효과적인 재액화의 수행이 가능하게 된다. In addition, in the case of a reliquefaction tank connected to a cryogenic fluid tank to perform reliquefaction of cryogenic gas, through a cooling fin in contact with the cryogenic gas and a cooling unit providing cooling heat thereto, the cryogenic gas through a relatively simple structure and equipment It becomes possible to perform effective reliquefaction of

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 극저온유체 탱크를 포함하는 극저온유체 제공시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 극저온유체 탱크를 도시한 모식도이다.
도 3은 도 1의 재액화탱크를 도시한 모식도이다. 1 is a schematic diagram illustrating a cryogenic fluid providing system including a cryogenic fluid tank according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the cryogenic fluid tank of FIG. 1 .
3 is a schematic view showing the reliquefaction tank of FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. Since the present invention may have various changes and may have various forms, embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, terms such as "comprises" or "consisting of" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 극저온유체 탱크를 포함하는 극저온유체 제공시스템을 도시한 모식도이다. 1 is a schematic diagram illustrating a cryogenic fluid providing system including a cryogenic fluid tank according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 극저온유체 제공시스템(10)은 극저온유체 탱크(100), 펌프(200), 재액화 탱크(300), 열교환기(400) 및 밸브(500)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , the cryogenic fluid providing system 10 according to this embodiment includes a cryogenic fluid tank 100 , a pump 200 , a reliquefaction tank 300 , a heat exchanger 400 and a valve 500 . do.

상기 극저온유체 탱크(100)는 내부에 극저온 액체를 저장하는 것으로, 상기 극저온유체 탱크(100)에 저장되는 상기 극저온 액체는 제1 배관(101)을 통해 상기 펌프(200)로 제공되고, 상기 펌프(200)는 상기 극저온 액체를 제2 배관(201)을 통해 상기 열 교환기(400)로 제공한다. The cryogenic fluid tank 100 stores a cryogenic liquid therein, and the cryogenic liquid stored in the cryogenic fluid tank 100 is provided to the pump 200 through a first pipe 101, and the pump Reference numeral 200 provides the cryogenic liquid to the heat exchanger 400 through the second pipe 201 .

이 경우, 극저온 액체란, 예를 들어, LNG, 액체질소, 액체아르곤, 액체산소, 액체수소, 액체헬륨 등일 수 있으며, 이 중 LNG나 수소는 극저온 연료로 사용될 수 있다. In this case, the cryogenic liquid may be, for example, LNG, liquid nitrogen, liquid argon, liquid oxygen, liquid hydrogen, liquid helium, etc., of which LNG or hydrogen may be used as a cryogenic fuel.

상기 극저온유체 탱크(100)에는 내부에 극저온 액체가 저장되는데, 상기 극저온유체 탱크(100)의 내부는 기 설정된 압력을 유지하여야 하며, 이러한 압력 유지를 위해 상기 내부에 저장되는 극저온 액체는 필요한 경우 기화되어 극저온 기체로의 상변화가 유도될 수 있다. The cryogenic fluid tank 100 stores a cryogenic liquid therein. The inside of the cryogenic fluid tank 100 must maintain a preset pressure, and the cryogenic liquid stored therein is vaporized if necessary to maintain this pressure. A phase change into a cryogenic gas can be induced.

그리하여, 상기 극저온유체 탱크(100)에는 극저온 액체 외에, 필요에 따라 극저온 기체가 저장될 수도 있다. 이러한 상기 극저온유체 탱크(100)의 구조 및 동작에 대하여는 도 2를 참조하여 후술한다. Thus, in addition to the cryogenic liquid, the cryogenic gas may be stored in the cryogenic fluid tank 100 if necessary. The structure and operation of the cryogenic fluid tank 100 will be described later with reference to FIG. 2 .

이 경우, 극저온 기체란, 상기 극저온 액체가 기화된 것으로, 예를 들어, 기체 상태의 LNG, 기체질소, 기체아르곤, 기체산소, 기체수소, 기체헬륨 등일 수 있다. In this case, the cryogenic gas is a vaporized cryogenic liquid, for example, gaseous LNG, gaseous nitrogen, gaseous argon, gaseous oxygen, gaseous hydrogen, gaseous helium, and the like.

한편, 상기 열 교환기(400)는 외부 공기와 접촉할 수 있도록 노출되어, 상기 열 교환기(400)를 통과하는 상기 극저온 액체는 상기 외부 공기와의 열교환을 통해 기화하여 극저온 기체로 상변화된다. On the other hand, the heat exchanger 400 is exposed to be in contact with external air, and the cryogenic liquid passing through the heat exchanger 400 is vaporized through heat exchange with the external air to be phase-changed into a cryogenic gas.

이에 따라, 상기 열 교환기(400)를 통해 상변화된 상기 극저온 기체는 제3 배관(401)을 통해 에너지 변환장치(600)로 제공된다. Accordingly, the cryogenic gas phase-changed through the heat exchanger 400 is provided to the energy converter 600 through the third pipe 401 .

이 경우, 상기 열 교환기(400)와 상기 에너지 변환장치(600)의 사이에는 밸브(500)가 구비되어, 상기 밸브(500)의 개방 또는 폐쇄 동작의 제어에 따라, 제4 배관(501)을 통해 상기 극저온 기체가 상기 에너지 변환장치(600)로 제공되는 동작이 제어될 수 있다. In this case, a valve 500 is provided between the heat exchanger 400 and the energy conversion device 600 , and according to the control of the opening or closing operation of the valve 500 , the fourth pipe 501 is connected. An operation in which the cryogenic gas is provided to the energy conversion device 600 through the control may be controlled.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 극저온 기체를 필요로 하는 에너지 변환장치(600)는 복수개가 구비될 수 있으며, 이에 따라 상기 복수의 에너지 변환장치들(600) 각각으로의 극저온 기체의 공급을 제어할 수 있는 복수의 밸브들(500)이 구비될 수도 있다. On the other hand, as shown in Figure 1, the energy conversion device 600 that requires the cryogenic gas may be provided with a plurality, and accordingly supply of the cryogenic gas to each of the plurality of energy conversion devices (600) A plurality of valves 500 capable of controlling may be provided.

상기 재액화 탱크(300)는 상기 극저온유체 탱크(100)와 연결되며, 상기 극저온유체 탱크(100)에 저장되는 극저온 기체를 제공받아, 이를 냉각시켜 극저온 액체로 상변화한 후, 상변화된 상기 극저온 액체를 상기 극저온유체 탱크(100)로 공급한다. The reliquefaction tank 300 is connected to the cryogenic fluid tank 100, receives the cryogenic gas stored in the cryogenic fluid tank 100, cools it to change the phase into a cryogenic liquid, and then the phase-changed cryogenic The liquid is supplied to the cryogenic fluid tank 100 .

즉, 상기 재액화 탱크(300)는, 상기 제1 순환 배관(301)을 통해 상기 극저온유체 탱크(100)로부터 극저온 기체를 제공받은 후, 상기 제2 순환 배관(302)을 통해 상기 재액화된 극저온 액체를 상기 극저온유체 탱크(100)로 제공한다. 이러한 상기 재액화 탱크(300)의 구조 및 동작은 도 3을 참조하여 후술한다. That is, the reliquefaction tank 300 is provided with the cryogenic gas from the cryogenic fluid tank 100 through the first circulation pipe 301 , and then is reliquefied through the second circulation pipe 302 . The cryogenic liquid is provided to the cryogenic fluid tank 100 . The structure and operation of the reliquefaction tank 300 will be described later with reference to FIG. 3 .

그리하여, 상기 극저온유체 탱크(100)에서 내부의 압력을 증가시켜 기 설정된 압력을 유지하기 위해 기화된 극저온 기체는, 상기 재액화 탱크(300)를 통해 재액화하여 상기 극저온유체 탱크(100)로 공급될 수 있으며, 이에 따라 상기 극저온유체 탱크(100)의 압력과 극저온 액체의 양은 일정하게 유지될 수 있다. Thus, the cryogenic gas vaporized to maintain a preset pressure by increasing the internal pressure in the cryogenic fluid tank 100 is reliquefied through the reliquefaction tank 300 and supplied to the cryogenic fluid tank 100 . can be, and accordingly, the pressure of the cryogenic fluid tank 100 and the amount of the cryogenic liquid can be kept constant.

도 2는 도 1의 극저온유체 탱크를 도시한 모식도이다. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the cryogenic fluid tank of FIG. 1 .

도 2를 참조하면, 상기 극저온유체 탱크(100)는 챔버부(110), 열 공급부(120), 가열부(130), 구동부(140), 오링(O-ring)부(150), 온도센서(160), 인버터(170), 압력센서(180) 및 제어부(190)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , the cryogenic fluid tank 100 includes a chamber unit 110 , a heat supply unit 120 , a heating unit 130 , a driving unit 140 , an O-ring unit 150 , and a temperature sensor. 160 , an inverter 170 , a pressure sensor 180 and a control unit 190 .

상기 챔버부(110)는 외부 프레임을 형성하는 진공부(111), 및 상기 진공부(111)에 의해 밀폐되어 소정의 수납공간을 형성하는 수납부(112)를 포함한다. The chamber part 110 includes a vacuum part 111 forming an outer frame, and a storage part 112 sealed by the vacuum part 111 to form a predetermined storage space.

상기 진공부(111)는 도시된 바와 같이, 소정의 두께로 형성되며, 상기 진공부(111) 자체는 진공 상태 및 외부와의 단열 상태로 유지된다. As shown, the vacuum part 111 is formed to a predetermined thickness, and the vacuum part 111 itself is maintained in a vacuum state and in a state insulated from the outside.

상기 수납부(112)는 외측의 상기 진공부(111)에 의해 내부에 형성되는 공간으로, 상기 수납부(112)에는 극저온 액체(LH2, 113)와 극저온 기체(GH2, 114)가 저장된다. The accommodating part 112 is a space formed inside by the vacuum part 111 on the outside, and the cryogenic liquid (LH 2 , 113) and the cryogenic gas (GH 2 , 114) are stored in the accommodating part 112 . do.

이 경우, 상기 저장되는 극저온 액체(113) 및 극저온 기체(114)의 양은 다양하게 설계될 수 있으며, 도 2에 도시된 것은 예시에 불과하다. In this case, the amounts of the stored cryogenic liquid 113 and the cryogenic gas 114 may be designed in various ways, and what is shown in FIG. 2 is only an example.

또한, 상기 수납부(112)의 내부의 압력은 기 설정된 압력으로 유지되어야 하는데, 이를 위해 상기 극저온 액체(113)는 극저온 기체(114)로 상변화가 유도될 수 있으며, 상기 재액화 탱크(300)를 통해 상기 극저온 기체(114)는 재액화되어 극저온 액체(113)로 공급될 수 있다. In addition, the pressure inside the accommodating part 112 must be maintained at a preset pressure. For this, the cryogenic liquid 113 may be induced to undergo a phase change into the cryogenic gas 114, and the reliquefaction tank 300 ) through the cryogenic gas 114 may be reliquefied and supplied to the cryogenic liquid 113 .

상기 열 공급부(120)는 상기 진공부(111)에 접촉이 가능하도록 연장되며, 예를 들어, 도시된 바와 같이, 파이프(pipe), 배관(conduit), 핀(pin) 등 일 수 있다. 그리하여, 상기 열 공급부(120)의 내부로는 열을 제공하는 열원 또는 열매체가 위치하거나, 상기 열 공급부(120) 자체가 열원으로서의 역할을 수행할 수 있다. The heat supply unit 120 extends to be in contact with the vacuum unit 111 , and may be, for example, a pipe, a conduit, or a pin, as shown. Thus, a heat source or a heat medium providing heat may be located inside the heat supply unit 120 , or the heat supply unit 120 itself may serve as a heat source.

이 경우, 상기 열 공급부(120)는 도시된 바와 같이, 상기 진공부(111)를 관통하여 상기 극저온 액체(113)가 저장되는 수납부(112)의 측면의 접촉부(115)와 접촉이 가능하도록 연장될 수 있으며(제1 열공급부, 121), 상기 진공부(111)를 관통하여 상기 수납부(112)의 저면의 접촉부(116)와 접촉이 가능하도록 연장될 수도 있고(제2 열공급부, 122), 도시된 바와 달리, 상기 수납부(112)와 접촉하는 위치는 다양하게 설계될 수 있다. In this case, the heat supply unit 120 passes through the vacuum unit 111 to make contact with the contact unit 115 on the side of the receiving unit 112 in which the cryogenic liquid 113 is stored, as shown. It may be extended (first heat supply unit, 121), it may extend through the vacuum unit 111 so as to be in contact with the contact unit 116 of the bottom surface of the receiving unit 112 (second heat supply unit, 122), a position in contact with the accommodating part 112 may be variously designed, unlike the drawing.

또한, 상기와 같이 상기 열 공급부(120)가 상기 진공부(111)를 관통하여 상기 수납부(112)에 접촉하여 위치할 수 있도록, 상기 수납부(112) 상에는, 예를 들어, 상기 제1 열공급부(121)가 접촉되는 제1 접촉부(115)가 위치할 수 있고, 상기 제2 열공급부(122)가 접촉되는 부분에는 제2 접촉부(116)가 위치할 수 있다.In addition, as described above, on the accommodating part 112 , for example, the first heat supply part 120 passes through the vacuum part 111 to be positioned in contact with the accommodating part 112 . A first contact portion 115 to which the heat supply unit 121 is in contact may be located, and a second contact portion 116 may be located to a portion in contact with the second heat supply unit 122 .

이상과 같이, 상기 열 공급부(120)는 상기 극저온 액체(113)를 기화시키기 위한 것으로, 상기 수납부(112)의 측면 또는 저면에 직접 접촉함으로써, 상기 극저온 액체(113)로 열을 제공할 수 있다. As described above, the heat supply unit 120 is for vaporizing the cryogenic liquid 113, and by directly contacting the side or bottom surface of the receiving unit 112, it is possible to provide heat to the cryogenic liquid 113. have.

또한, 상기 열 공급부(120)는 일 끝단은 상기와 같이 상기 수납부(112)와 직접 접촉할 수 있으며, 타 끝단은 상기 진공부(111)의 외측으로 돌출되도록 연장된다. In addition, one end of the heat supply unit 120 may be in direct contact with the receiving unit 112 as described above, and the other end extends to protrude to the outside of the vacuum unit 111 .

한편, 도 2에서는, 상기 측면의 진공부(111)에 도시된 상기 열 공급부(121)가 상기 진공부(111)를 관통하여 상기 극저온 액체(113)에 접촉한 상태와, 상기 진공부(111)의 내측에 위치하여 상기 극저온 액체(113)에 접촉하지 않은 상태를 모두 도시하였다. Meanwhile, in FIG. 2 , the heat supply unit 121 shown in the vacuum unit 111 on the side penetrates the vacuum unit 111 and contacts the cryogenic liquid 113 , and the vacuum unit 111 . ), which is located inside the cryogenic liquid 113, shows all states not in contact.

즉, 상기 열 공급부(120)는 수평방향 또는 수직방향으로 왕복 이동이 가능하며, 이를 통해 상기 극저온 액체(113)에 직접 접촉하거나, 상기 극저온 액체(113)에 접촉하지 않고 상기 진공부(111)의 내측에 위치할 수 있다. That is, the heat supply unit 120 can reciprocate in a horizontal or vertical direction, and through this, directly contact the cryogenic liquid 113 or the vacuum unit 111 without contacting the cryogenic liquid 113 . may be located inside the

앞서 설명한 바와 같이, 상기 열 공급부(120)는 타 끝단은 상기 진공부(111)의 외측으로 돌출되도록 연장되는데, 이렇게 연장되는 상기 열 공급부(120)의 타 끝단에는 상기 가열부(130)가 형성된다. As described above, the other end of the heat supply unit 120 extends to protrude to the outside of the vacuum unit 111 , and the heating unit 130 is formed at the other end of the extended heat supply unit 120 . do.

즉, 상기 가열부(130)는 상기 열 공급부(120)에 열을 인가하여, 결국 상기 열 공급부(120) 내부에 위치하는 열원 또는 열매체를 가열하는 것으로, 이렇게 상기 열원 또는 열매체가 가열됨에 따라, 상기 열 공급부(120)의 일 끝단을 통해 상기 극저온 액체(113)로 열이 제공된다. That is, the heating unit 130 applies heat to the heat supply unit 120 to eventually heat the heat source or heating medium located inside the heat supply unit 120. As the heat source or heating medium is heated in this way, Heat is provided to the cryogenic liquid 113 through one end of the heat supply unit 120 .

한편, 상기 열 공급부(120)는 내부에 별도의 열원이나 열매체가 구비되지 않고, 그 자체로 열 전도성을 가지는 재질을 포함하여, 상기 가열부(130)의 가열에 따라 상기 열 공급부(120) 자체가 가열되어 상기 극저온 액체(113)로 열을 제공할 수도 있다. On the other hand, the heat supply unit 120 is not provided with a separate heat source or heat medium therein, and includes a material having thermal conductivity by itself, and according to the heating of the heating unit 130 , the heat supply unit 120 itself. may be heated to provide heat to the cryogenic liquid 113 .

즉, 상기 열 공급부(120)는, 바(bar) 또는 냉각핀의 형태로 연장될 수 있다.That is, the heat supply unit 120 may extend in the form of a bar or a cooling fin.

이와 같이, 상기 열 공급부(120)가 상기 바(봉) 또는 냉각핀인 경우라면, 상기 열 공급부(120)의 내부로 열을 제공하는 별도의 열원 또는 열매체가 위치하지 않더라도, 상기 열 공급부(120) 자체가 열원으로서의 역할을 수행할 수 있다. As such, if the heat supply unit 120 is the bar (rod) or cooling fin, even if a separate heat source or heat medium for providing heat to the inside of the heat supply unit 120 is not located, the heat supply unit 120 ) itself can serve as a heat source.

즉, 상기 열 공급부(120)는 열전도(heat conduction)를 통해 상기 챔버부(110) 내의 극저온 액체(113)로 열을 제공할 수 있다. That is, the heat supply unit 120 may provide heat to the cryogenic liquid 113 in the chamber unit 110 through heat conduction.

이 경우, 상기 열 공급부(120)는 상기 챔버부(110)의 외부로 노출되는 것으로, 상대적으로 온도가 높은 상기 챔버부(110)의 외부로부터 열을 제공받은 상태이며, 이에 따라 상기 챔버부(110)에 대하여 열을 제공하는 열원이 될 수 있다. In this case, the heat supply unit 120 is exposed to the outside of the chamber unit 110 , and receives heat from the outside of the chamber unit 110 , which has a relatively high temperature, and thus the chamber unit ( 110) can be a heat source providing heat.

상기 가열부(130)의 동작은 상기 인버터(170)의 구동에 따라 수행되는데, 상기 인버터(170)는 복수의 가열부들(131, 132)이 동시에 동작할 수 있도록 복수의 가열부들(131, 132)에 동시에 연결될 수 있다. The operation of the heating unit 130 is performed according to the driving of the inverter 170 , and the inverter 170 includes a plurality of heating units 131 and 132 so that the plurality of heating units 131 and 132 can operate simultaneously. ) can be connected at the same time.

한편, 상기 열 공급부(120)의 타 끝단이 상기 진공부(111)의 외측으로 돌출됨에 따라, 상기 열 공급부(120)와 상기 진공부(111) 사이에는 효과적인 밀폐를 위해 상기 오링(O-ring)부(150)가 개재된다. Meanwhile, as the other end of the heat supply unit 120 protrudes to the outside of the vacuum unit 111 , the O-ring is effectively sealed between the heat supply unit 120 and the vacuum unit 111 . ) part 150 is interposed.

즉, 상기 오링부(150)를 통해, 상기 진공부(111)가 밀폐되며, 이를 통해 상기 진공부(111) 내부의 진공 상태 및 단열 상태가 유지될 수 있다. That is, the vacuum part 111 is sealed through the O-ring part 150 , and through this, a vacuum state and a thermal insulation state inside the vacuum part 111 may be maintained.

다만, 상기 챔버부(110)의 내부에 저장되는 상기 극저온 액체(113)는 극저온 상태인 것으로, 상기 극저온 액체(113)의 극저온 상태가 상기 열 공급부(120)를 통해 상기 오링부(150)로 제공될 수 있다. However, the cryogenic liquid 113 stored in the chamber part 110 is in a cryogenic state, and the cryogenic state of the cryogenic liquid 113 is transferred to the O-ring part 150 through the heat supply part 120 . can be provided.

즉, 상기 오링부(150)는, 특히, 상기 열 공급부(120)가 상기 극저온 액체(113)와 접촉하는 경우 상기 극저온 액체(113)의 극저온 상태가 그대로 전달되어 급격하게 냉각될 수 있다. That is, the O-ring unit 150 may be rapidly cooled by transferring the cryogenic state of the cryogenic liquid 113 as it is, particularly when the heat supply unit 120 comes into contact with the cryogenic liquid 113 .

한편, 상기 오링부(150)는, 상기 열 공급부(120)와 상기 진공부(111) 사이의 효과적인 밀폐를 위해, 적절한 유연성(flexibility) 또는 탄성(elasticity)을 유지하여야 하는데, 상기 극저온 액체(113)의 극저온 상태가 전달됨에 따라 상기 유연성 또는 탄성이 유지되지 못하는 문제가 발생할 수 있다. On the other hand, the O-ring unit 150, for effective sealing between the heat supply unit 120 and the vacuum unit 111, should maintain appropriate flexibility or elasticity, the cryogenic liquid 113 ) as the cryogenic state is transferred, there may be a problem in that the flexibility or elasticity is not maintained.

이에, 본 실시예에서는, 상기 가열부(130)가 상기 열 공급부(120)에 열을 제공함으로써, 상기 오링부(150)가 급격하게 냉각되어 상기 진공부(111)에 대한 효과적인 밀폐가 수행되지 못하는 것을 미연에 방지할 수 있다. Accordingly, in this embodiment, as the heating unit 130 provides heat to the heat supply unit 120 , the O-ring unit 150 is rapidly cooled to effectively seal the vacuum unit 111 . You can prevent what you can't do.

상기 오링부(150)는, 제1 오링부(121) 및 제2 오링부(122)들 각각이, 각각의 열 공급부들(121, 122)과 진공부(111)의 사이를 밀폐하도록 각각의 열 공급부들(121, 122) 상에 구비될 수 있음은 자명하다. The O-ring part 150 includes each of the first O-ring part 121 and the second O-ring part 122 to seal between the respective heat supply parts 121 and 122 and the vacuum part 111 , respectively. It is obvious that it may be provided on the heat supply units 121 and 122 .

한편, 상기 인버터(170)는 상기 열 공급부(120)에 구비되는 온도센서(160)를 통해 센싱되는 상기 열 공급부(120)의 온도를 바탕으로, 피드백 제어되며 상기 가열부(130)의 구동을 제어할 수 있다. On the other hand, the inverter 170 is feedback-controlled based on the temperature of the heat supply unit 120 sensed through the temperature sensor 160 provided in the heat supply unit 120 , and drives the heating unit 130 . can be controlled

즉, 상기 온도센서(160)를 통해 센싱되는 상기 열 공급부(120)의 온도가 기 설정된 온도보다 낮아지는 경우, 상기 인버터(170)는 상기 가열부(130)을 구동시켜, 상기 열 공급부(120)의 온도를 상승시키며, 이를 통해 상기 오링부(150)가 급격하게 냉각되는 것을 방지하고, 또한 상기 극저온 액체(113)와 접촉한 경우라면 상기 극저온 액체(113)로도 소정의 열을 제공할 수 있다. That is, when the temperature of the heat supply unit 120 sensed through the temperature sensor 160 is lower than a preset temperature, the inverter 170 drives the heating unit 130 to drive the heat supply unit 120 . ), thereby preventing the O-ring part 150 from being rapidly cooled, and also providing a predetermined heat to the cryogenic liquid 113 when in contact with the cryogenic liquid 113. have.

이 경우, 상기 온도센서(160)는 상기 열 공급부(120)의 전단 측에 구비될 수 있다. In this case, the temperature sensor 160 may be provided at the front end of the heat supply unit 120 .

다만, 상기 진공부(111)는 내측이 진공상태 및 단열상태를 유지하는 것으로, 상기 온도센서(160)를 통해 측정된 신호를 상기 인버터(170)에 전달하기 위해, 상기 진공부(111) 상에는 피드스루(feed-through, 163)가 형성될 수 있으며, 상기 피드스루(163)를 통해 상기 온도센서(160)와 상기 인버터(170) 사이에 별도의 신호 전송 배선(164)이 연결될 수 있다. However, the inside of the vacuum unit 111 maintains a vacuum state and a thermal insulation state, and in order to transmit a signal measured through the temperature sensor 160 to the inverter 170, the vacuum unit 111 is A feed-through 163 may be formed, and a separate signal transmission line 164 may be connected between the temperature sensor 160 and the inverter 170 through the feed-through 163 .

한편, 도 2에서는, 상기 제2 열 공급부(122) 상에는 상기 온도센서가 구비되지 않는 것으로 도시되었으나, 상기 제2 열 공급부(122) 상에도 상기 온도센서가 구비될 수 있으며, 마찬가지로 상기 피드스루(163)를 통해 측정 신호는 상기 인버터(170)로 제공될 수 있다. Meanwhile, in FIG. 2 , it is illustrated that the temperature sensor is not provided on the second heat supply unit 122 , but the temperature sensor may also be provided on the second heat supply unit 122 , and similarly, the feed-through ( 163 ), the measurement signal may be provided to the inverter 170 .

상기 극저온유체 탱크(100)의 내부는 일정한 압력이 유지되어야 하며, 이를 위해, 진공 상태 및 단열 상태를 유지하는 상기 진공부(111)가 형성되지만, 외부요인 또는 내부요인 등으로 인해 상기 극저온유체 탱크(100) 내부의 압력이 낮아질 수 있다. A constant pressure must be maintained inside the cryogenic fluid tank 100, and for this purpose, the vacuum unit 111 that maintains a vacuum state and a thermal insulation state is formed, but due to external or internal factors, the cryogenic fluid tank (100) The internal pressure can be lowered.

이와 같이, 상기 극저온유체 탱크(100)의 내부의 압력이 저하되는 경우, 이를 다시 기 설정된 압력으로 상승시키기 위해서는, 상기 극저온유체 탱크(100)의 내부에 저장되는 극저온 액체(113)를 극저온 기체(114)로 상변화시킬 필요가 있다. As such, when the pressure inside the cryogenic fluid tank 100 is lowered, in order to raise it back to a preset pressure, the cryogenic liquid 113 stored in the cryogenic fluid tank 100 is converted into a cryogenic gas ( 114), it is necessary to change the phase.

이에, 본 실시예에서는, 상기 극저온유체 탱크(100), 보다 정확하게는 상기 챔버부(110)의 내부의 압력이 기 설정된 압력보다 낮아지는 경우, 상기 극저온 액체(113)를 기화시키기 위해, 상기 열 공급부(120)가 상기 극저온 액체(113)에 접촉하도록 상기 열 공급부(120)를 구동시킨다. Therefore, in this embodiment, when the pressure inside the cryogenic fluid tank 100, more precisely, the chamber part 110 is lower than a preset pressure, in order to vaporize the cryogenic liquid 113, the heat The heat supply unit 120 is driven so that the supply unit 120 is in contact with the cryogenic liquid 113 .

즉, 상기 압력센서(180)를 통해, 상기 챔버부(110)의 내부의 압력을 센싱하며, 이렇게 센싱된 상기 챔버부(110)의 내부의 압력에 대한 정보는 상기 제어부(190)로 제공된다. That is, the pressure inside the chamber unit 110 is sensed through the pressure sensor 180 , and information on the pressure inside the chamber unit 110 sensed in this way is provided to the control unit 190 . .

그리하여, 상기 제어부(190)에서는, 상기 센싱된 압력이, 기 설정된 압력보다 낮아지는 경우, 상기 구동부(140)를 구동시켜, 상기 열 공급부(120)가 상기 극저온 액체(113)에 접하도록 한다. Thus, when the sensed pressure is lower than the preset pressure, the control unit 190 drives the driving unit 140 so that the heat supply unit 120 comes into contact with the cryogenic liquid 113 .

상기 열 공급부(120)는, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 진공부(111)의 측면 또는 저면을 관통하는 방향으로 이동될 수 있으며, 상기 구동부(140)는 상기 열 공급부(120)에 연결되어, 상기 열 공급부(120)의 이러한 진공부(111)를 관통하는 방향으로의 구동을 수행하게 된다. As described above, the heat supply unit 120 may move in a direction penetrating the side or bottom of the vacuum unit 111 , and the driving unit 140 is connected to the heat supply unit 120 , and the The heat supply unit 120 is driven in a direction penetrating the vacuum unit 111 .

즉, 제1 구동부(141)는 상기 제1 열 공급부(121)를, 상기 진공부(111)의 측면을 관통하도록 평행한 방향으로 이동시키며, 이에 따라, 상기 제1 열 공급부(121)는 일 끝단이 상기 제1 접촉부(115)를 통해 상기 극저온 액체(113)에 접촉하게 된다. That is, the first driving unit 141 moves the first heat supply unit 121 in a parallel direction to pass through the side surface of the vacuum unit 111 , and accordingly, the first heat supply unit 121 moves the The tip is brought into contact with the cryogenic liquid 113 through the first contact portion 115 .

마찬가지로, 제2 구동부(142)도 상기 제2 열 공급부(122)를, 상기 진공부(111)의 저면을 관통하도록 수직한 방향으로 이동시키며, 이에 따라, 상기 제2 열 공급부(122)는 일 끝단이 상기 제2 접촉부(116)를 통해 상기 극저온 액체(113)에 접촉하게 된다. Similarly, the second driving unit 142 also moves the second heat supply unit 122 in a vertical direction to pass through the bottom surface of the vacuum unit 111 , and accordingly, the second heat supply unit 122 operates The tip is brought into contact with the cryogenic liquid 113 through the second contact portion 116 .

이와 같이, 상기 열 공급부(120)가 상기 극저온 액체(113)에 접촉하게 되면, 상기 극저온 액체(113)는 열을 제공받아 기화하여 극저온 기체(114)로 상변화하게 되며, 이러한 기화과정에서 팽창되어 상기 챔버부(110) 내부의 압력은 증가하게 된다. In this way, when the heat supply unit 120 comes into contact with the cryogenic liquid 113, the cryogenic liquid 113 receives heat and vaporizes to change the phase to the cryogenic gas 114, and expand during this vaporization process. As a result, the pressure inside the chamber part 110 is increased.

또한, 이상과 같이, 상기 제1 구동부(141)에 의해 상기 제1 열 공급부(121)가 수평방향으로 이동되어 상기 극저온 액체(113)와 근접해지면, 상기 제1 열 공급부(121)를 통해 상기 극저온 액체(113)로 제공되는 열이 증가하게 되며, 이는 상기 제2 구동부(142)에 의해 상기 제2 열 공급부(122)가 수직방향으로 이동되어 상기 극저온 액체(113)와 근접해지는 경우도 동일하다. In addition, as described above, when the first heat supply unit 121 is moved in the horizontal direction by the first driving unit 141 and comes close to the cryogenic liquid 113 , the first heat supply unit 121 moves through the first heat supply unit 121 . The heat provided to the cryogenic liquid 113 is increased, and this is also the case when the second heat supply part 122 is moved in the vertical direction by the second driving part 142 to come close to the cryogenic liquid 113 . do.

즉, 이상과 같이, 상기 열 공급부(120)와 상기 극저온 액체(113) 사이의 간격을 제어함으로써, 상기 극저온 액체(113)로 제공되는 열의 양을 제어할 수 있으며, 이를 통해 상기 극저온 액체(113)의 상변화를 제어할 수 있다. That is, as described above, by controlling the interval between the heat supply unit 120 and the cryogenic liquid 113, the amount of heat provided to the cryogenic liquid 113 can be controlled, and through this, the cryogenic liquid 113 ) can control the phase change.

이 후, 상기 챔버부(110)의 내부의 압력이 기 설정된 압력에 도달하는 경우, 상기 제어부(190)는 상기 구동부(140)를 제어하여, 상기 열 공급부(120)가 상기 극저온 액체(113)와 접촉하지 않도록 구동시킨다. Thereafter, when the internal pressure of the chamber unit 110 reaches a preset pressure, the control unit 190 controls the driving unit 140 , and the heat supply unit 120 causes the cryogenic liquid 113 . drive so that it does not come into contact with

즉, 상기 제1 열 공급부(121)는 상기 진공부(111)의 측면을 따라 외측으로 이동하여 일 끝단이 상기 진공부(111)의 측면 내측에 위치하게 되며, 마찬가지로, 상기 제2 열 공급부(122)도 상기 진공부(111)의 저면을 따라 외측으로 이동하여 일 끝단이 상기 진공부(111)의 저면 내측에 위치하게 된다. That is, the first heat supply unit 121 moves outward along the side surface of the vacuum unit 111 so that one end is located inside the side surface of the vacuum unit 111 , and similarly, the second heat supply unit ( 122) also moves outward along the bottom surface of the vacuum part 111, so that one end is located inside the bottom surface of the vacuum part 111.

그리하여, 상기 극저온 액체(113)에 대한 가열은 중단되며, 추가적인 극저온 액체의 상변화는 중단된다. Thus, the heating of the cryogenic liquid 113 is stopped, and the phase change of the additional cryogenic liquid is stopped.

이상과 같이, 상기 극저온유체 탱크(100)의 내부의 압력은 일정하게 유지될 수 있다. As described above, the pressure inside the cryogenic fluid tank 100 may be kept constant.

도 3은 도 1의 재액화탱크를 도시한 모식도이다. 3 is a schematic view showing the reliquefaction tank of FIG.

도 3을 참조하면, 상기 재액화 탱크(300)는 상기 극저온유체 탱크(100)로부터 제1 순환배관(301)을 통해 극저온 기체를 제공받아 이를 재액화하며, 재액화된 극저온 액체를 제2 순환배관(302)을 통해 상기 극저온유체 탱크(100)로 제공한다. Referring to FIG. 3 , the reliquefaction tank 300 receives the cryogenic gas from the cryogenic fluid tank 100 through the first circulation pipe 301 and reliquefies it, and circulates the reliquefied cryogenic liquid to the second circulation. It is provided to the cryogenic fluid tank 100 through a pipe 302 .

상기 극저온유체 탱크(100)의 내부에 외부로부터 열이 침입함으로써 상기 극저온유체가 기화하고, 이러한 기화로 상기 극저온유체 탱크(100)의 압력이 증가하면 구조적인 문제를 야기할 수 있으므로, 상기 재액화 탱크(300)를 통한 재액화를 수행한다. The cryogenic fluid vaporizes by intrusion of heat into the inside of the cryogenic fluid tank 100 from the outside, and if the pressure of the cryogenic fluid tank 100 increases due to this vaporization, a structural problem may occur, so the reliquefaction Reliquefaction through the tank 300 is performed.

보다 구체적으로, 상기 재액화 탱크(300)는 재액화 챔버(310), 냉각핀(320), 개방부 냉동기(325) 및 냉각부(330)를 포함한다. More specifically, the reliquefaction tank 300 includes a reliquefaction chamber 310 , a cooling fin 320 , an open part refrigerator 325 , and a cooling unit 330 .

상기 재액화 챔버(310)는, 상기 극저온유체 탱크(100)의 챔버부(110)와 유사하게, 진공 상태 및 단열 상태를 형성하는 진공부(311)와, 상기 진공부(311)에 의해 소정의 수납공간이 형성되는 수납부(312)를 포함한다. The reliquefaction chamber 310 is, similarly to the chamber part 110 of the cryogenic fluid tank 100, a vacuum part 311 that forms a vacuum state and an adiabatic state, and is predetermined by the vacuum part 311. It includes a accommodating part 312 in which the accommodating space is formed.

상기 수납부(312)에는, 상기 극저온유체 탱크(100)로부터 제공받은 극저온 기체(314)와, 상기 극저온 기체(314)를 냉각시켜 상변화된 극저온 액체(313)가 저장된다. The accommodating part 312, the cryogenic gas 314 provided from the cryogenic fluid tank 100, and the cryogenic liquid 313 phase-changed by cooling the cryogenic gas 314 are stored.

한편, 상기 극저온 기체(314)의 냉각을 위해, 상기 진공부(311)의 일 측에는 개방부 냉동기(325)가 형성되며, 상기 개방부 냉동기(325) 상에는, 상기 극저온 기체(314)와 접촉하도록 냉각핀(320)이 형성된다. On the other hand, for cooling the cryogenic gas 314, an open part refrigerator 325 is formed on one side of the vacuum part 311, and on the open part refrigerator 325, to contact the cryogenic gas 314. Cooling fins 320 are formed.

한편, 상기 냉각핀(320)은 상기 개방부 냉동기(325)를 통해 외부로부터 냉각열을 제공하는 냉각부(330)와 접촉되며, 이를 통해 상기 냉각핀(320)으로는 냉각열이 제공된다. On the other hand, the cooling fin 320 is in contact with the cooling unit 330 that provides cooling heat from the outside through the open part refrigerator 325 , and cooling heat is provided to the cooling fin 320 through this.

상기 냉각부(330)는 냉각열을 제공하는 다양한 냉각 소스일 수 있으며, 그 종류가 제한되지는 않는다. The cooling unit 330 may be various cooling sources that provide cooling heat, and the type thereof is not limited.

이상과 같이, 상기 냉각핀(320)으로 제공되는 냉각열은 상기 극저온 기체(314)를 냉각시켜 상변화를 유도하고, 이에 따라 상기 극저온 기체(314)는 극저온 액체(313)로 재액화된다. 이렇게 액화된 상기 극저온 액체(313)가 상기 극저온유체 탱크(100)로 공급됨은 이미 설명한 바와 같다. As described above, the cooling heat provided to the cooling fins 320 cools the cryogenic gas 314 to induce a phase change, and accordingly, the cryogenic gas 314 is reliquefied into the cryogenic liquid 313 . As described above, the liquefied cryogenic liquid 313 is supplied to the cryogenic fluid tank 100 .

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 극저온유체 탱크를 통해, 극저온유체 제공시스템에서 극저온 액체가 저장되는 극저온 냉동기를 일체형으로 제작할 수 있고, 이에 따라 설치 공간을 최소화하는 것은 물론 유지보수의 편의성을 향상시킬 수 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, through a cryogenic fluid tank capable of maintaining a constant internal pressure, a cryogenic refrigerator in which a cryogenic liquid is stored in a cryogenic fluid providing system can be integrally manufactured, and thus the installation space It is possible to minimize the cost of maintenance and improve the convenience of maintenance.

즉, 열공급부와 이의 구동을 제어하는 제어부를 통해, 극저온유체 탱크의 내부 압력이 저하되는 경우, 극저온 액체를 일부 기화시킴으로써 내부 압력을 일정하게 유지할 수 있으며, 이러한 압력 유지를 위한 극저온유체 탱크의 설계 및 유지 구동동작이 간단하여, 별도의 추가 설비나 복잡한 시스템 설계를 생략할 수 있다. That is, when the internal pressure of the cryogenic fluid tank is lowered through the heat supply unit and the control unit for controlling the driving thereof, the internal pressure can be kept constant by partially vaporizing the cryogenic liquid, and the design of the cryogenic fluid tank for maintaining this pressure And since the maintenance driving operation is simple, it is possible to omit additional equipment or complicated system design.

이 경우, 상기 열공급부로 열을 인가하는 가열부가 구비되어, 이를 통해 극저온 액체를 기화시켜 압력을 증가시키는 것은 물론, 오링부로도 열을 제공함으로써, 열공급부가 진공부 상에 위치하는 경우, 오링부가 극저온 상태에서 손상되어 진공부의 진공 상태가 누설되는 것을 방지할 수 있다. In this case, a heating unit for applying heat to the heat supply unit is provided, thereby vaporizing the cryogenic liquid to increase the pressure, as well as providing heat to the O-ring unit, so that when the heat supply unit is located on the vacuum unit, the O-ring unit is cryogenically It is possible to prevent the vacuum state from leaking due to damage in the state.

또한, 극저온유체 탱크와 연결되어 극저온 기체의 재액화를 수행하는 재액화탱크의 경우, 극저온 기체에 접촉하는 냉각핀 및 이에 냉각열을 제공하는 냉각부를 통해, 상대적으로 간단한 구조 및 설비를 통해 극저온 기체의 효과적인 재액화의 수행이 가능하게 된다. In addition, in the case of a reliquefaction tank connected to a cryogenic fluid tank to perform reliquefaction of cryogenic gas, through a cooling fin in contact with the cryogenic gas and a cooling unit providing cooling heat thereto, the cryogenic gas through a relatively simple structure and equipment It becomes possible to perform effective reliquefaction of

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.

10 : 극저온유체 제공시스템 100 : 극저온유체 탱크
110 : 챔버부 111 : 진공부
120 : 열공급부 130 : 가열부
140 : 구동부 150 : 오링부
170 : 인버터 190 : 제어부
300 : 재액화 탱크 310 : 재액화 챔버
320 : 냉각핀 330 : 냉각부
400 : 열교환기 500 : 밸브
600 : 에너지 변환장치10: cryogenic fluid providing system 100: cryogenic fluid tank
110: chamber unit 111: vacuum unit
120: heat supply unit 130: heating unit
140: driving unit 150: O-ring unit
170: inverter 190: control unit
300: reliquefaction tank 310: reliquefaction chamber
320: cooling fin 330: cooling unit
400: heat exchanger 500: valve
600: energy converter

Claims (10)

진공부, 및 내부에 극저온 액체 및 극저온 기체가 저장되는 수납부를 포함하는 챔버부;
상기 수납부 내부의 압력이 기 설정된 압력보다 낮아지는 경우, 상기 진공부를 관통하며 이동되어 상기 수납부에 직접 접촉하여 상기 극저온 액체로 열을 제공하고, 배관(conduit), 바(bar) 또는 냉각핀인 것을 특징으로 하는 열공급부;
상기 수납부 내부의 압력을 바탕으로 상기 열공급부의 구동을 제어하는 제어부;
상기 열공급부와 상기 진공부 사이를 밀폐하는 오링(O-ring)부; 및
상기 열공급부의 타 끝단에 접촉하여 상기 열공급부를 직접 가열하여 상기 열공급부에 열을 인가하며 상기 오링부의 냉각을 방지하는 가열부를 포함하는 극저온유체 탱크.A chamber unit including a vacuum unit, and an accommodating unit in which the cryogenic liquid and the cryogenic gas are stored;
When the pressure inside the accommodating part is lower than the preset pressure, it moves through the vacuum part and directly contacts the accommodating part to provide heat to the cryogenic liquid, and to provide heat to the cryogenic liquid, pipe (conduit), bar (bar) or cooling a heat supply unit, characterized in that it is a fin;
a control unit controlling the driving of the heat supply unit based on the pressure inside the housing unit;
an O-ring part sealing between the heat supply part and the vacuum part; and
Cryogenic fluid tank including a heating part that directly heats the heat supply part in contact with the other end of the heat supply part, applies heat to the heat supply part, and prevents cooling of the O-ring part. 제1항에 있어서,
상기 수납부 내부의 압력을 센싱하는 압력 센서; 및
상기 제어부에 의해 구동이 제어되며, 상기 열공급부가 상기 진공부를 관통하여 이동되도록 구동시키는 구동부를 더 포함하는 극저온유체 탱크. According to claim 1,
a pressure sensor for sensing the pressure inside the housing; and
Cryogenic fluid tank further comprising a driving unit that is controlled by the control unit, and drives the heat supply unit to move through the vacuum unit. 제1항에 있어서,
상기 열공급부의 온도를 측정하는 온도센서; 및
상기 온도센서의 온도를 피드백 받아 상기 가열부를 동작시키는 인버터를 더 포함하는 극저온유체 탱크. According to claim 1,
a temperature sensor for measuring the temperature of the heat supply unit; and
Cryogenic fluid tank further comprising an inverter for operating the heating unit by receiving the feedback of the temperature of the temperature sensor. 삭제delete 제3항에 있어서, 상기 열 공급부는,
상기 극저온 액체를 기화시키기 위해 상기 진공부를 관통하여 상기 수납부와 접촉함에 따라 상기 극저온 액체로 열을 제공하며, 상기 극저온 액체의 기화 후에는 상기 수납부와의 접촉이 해제되며 상기 진공부 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 극저온유체 탱크. According to claim 3, The heat supply unit,
In order to vaporize the cryogenic liquid, heat is provided to the cryogenic liquid as it comes into contact with the accommodating part through the vacuum part, and after vaporization of the cryogenic liquid, the contact with the accommodating part is released and inside the vacuum part Cryogenic fluid tank, characterized in that located. 제3항에 있어서, 상기 열 공급부는,
상기 진공부를 관통하도록 연장되는 바(bar) 또는 냉각핀이며, 상기 수납부와 접촉함에 따라 열전도(heat conduction)를 통해 상기 극저온 액체로 열을 제공하는 것을 특징으로 하는 극저온유체 탱크. According to claim 3, The heat supply unit,
It is a bar or cooling fin extending through the vacuum part, and as it comes into contact with the receiving part, it provides heat to the cryogenic liquid through heat conduction. 제3항에 있어서,
상기 열 공급부와 상기 진공부 사이를 밀폐하는 오링(O-ring)부를 더 포함하는 극저온유체 탱크. 4. The method of claim 3,
Cryogenic fluid tank further comprising an O-ring part sealing between the heat supply part and the vacuum part. 극저온 액체를 저장하는 극저온유체 탱크, 및 상기 극저온 액체를 극저온 기체로 열교환하여 에너지 변환장치로 제공하는 열교환기를 포함하며,
상기 극저온 유체탱크는,
진공부, 및 내부에 극저온 액체 및 극저온 기체가 저장되는 수납부를 포함하는 챔버부;
상기 수납부 내부의 압력이 기 설정된 압력보다 낮아지는 경우, 상기 진공부를 관통하며 이동되어 상기 수납부에 직접 접촉하여 상기 극저온 액체로 열을 제공하고, 배관(conduit), 바(bar) 또는 냉각핀인 것을 특징으로 하는 열공급부;
상기 수납부 내부의 압력을 바탕으로 상기 열공급부의 구동을 제어하는 제어부;
상기 열공급부와 상기 진공부 사이를 밀폐하는 오링(O-ring)부; 및
상기 열공급부의 타 끝단에 접촉하여 상기 열공급부를 직접 가열하여 상기 열공급부에 열을 인가하며 상기 오링부의 냉각을 방지하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온유체 제공시스템. A cryogenic fluid tank for storing a cryogenic liquid, and a heat exchanger providing an energy converter by exchanging the cryogenic liquid with a cryogenic gas,
The cryogenic fluid tank,
A chamber unit including a vacuum unit, and an accommodating unit in which the cryogenic liquid and the cryogenic gas are stored;
When the pressure inside the accommodating part is lower than the preset pressure, it moves through the vacuum part and directly contacts the accommodating part to provide heat to the cryogenic liquid, and to provide heat to the cryogenic liquid, pipe (conduit), bar (bar) or cooling a heat supply unit, characterized in that it is a fin;
a control unit controlling the driving of the heat supply unit based on the pressure inside the housing unit;
an O-ring part sealing between the heat supply part and the vacuum part; and
Cryogenic fluid providing system, characterized in that it includes a heating unit that directly heats the heat supply unit in contact with the other end of the heat supply unit to apply heat to the heat supply unit and prevent cooling of the O-ring unit. 제8항에 있어서,
상기 극저온 유체 탱크와 연결되며, 상기 극저온 유체 탱크의 극저온 기체를 제공받아 냉각하여 극저온 액체로 재액화한 후, 상기 재액화된 극저온 액체를 상기 극저온 유체 탱크로 제공하는 재액화 탱크를 더 포함하는 극저온유체 제공시스템. 9. The method of claim 8,
It is connected to the cryogenic fluid tank, receives the cryogenic gas of the cryogenic fluid tank, cools it, reliquefies it into a cryogenic liquid, and then provides the reliquefied cryogenic liquid to the cryogenic fluid tank Cryogenic tank further comprising a reliquefaction tank fluid delivery system. 제9항에 있어서, 상기 재액화탱크는,
내부에 극저온 액체 및 극저온 기체가 저장되는 재액화 챔버;
상기 재액화 챔버의 극저온 기체에 접촉되는 냉각핀; 및
상기 냉각핀으로 냉각열을 제공하는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온유체 제공시스템. 10. The method of claim 9, wherein the reliquefaction tank,
a reliquefaction chamber in which a cryogenic liquid and a cryogenic gas are stored;
a cooling fin in contact with the cryogenic gas of the reliquefaction chamber; and
Cryogenic fluid providing system, characterized in that it comprises a cooling unit for providing cooling heat to the cooling fins.
KR1020200128393A 2020-10-05 2020-10-05 Cryogenic fluid tank and cryogenic fluid supplying system having the same KR102430334B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200128393A KR102430334B1 (en) 2020-10-05 2020-10-05 Cryogenic fluid tank and cryogenic fluid supplying system having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200128393A KR102430334B1 (en) 2020-10-05 2020-10-05 Cryogenic fluid tank and cryogenic fluid supplying system having the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
KR20220045521A KR20220045521A (en) 2022-04-12
KR102430334B1 true KR102430334B1 (en) 2022-08-08
KR102430334B9 KR102430334B9 (en) 2023-03-23

Family

ID=81187982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200128393A KR102430334B1 (en) 2020-10-05 2020-10-05 Cryogenic fluid tank and cryogenic fluid supplying system having the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102430334B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3096969B2 (en) * 1997-03-07 2000-10-10 岩谷産業株式会社 Reliquefaction equipment for liquefied gas for cooling of physics and chemistry equipment
JP2012072819A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Railway Technical Research Institute System for supplying hydrogen for fuel to fuel cell vehicle
JP5606466B2 (en) * 2012-02-07 2014-10-15 岩谷産業株式会社 Gas supply device
US20160084440A1 (en) * 2014-09-18 2016-03-24 Bruker Biospin Gmbh Automatic thermal decoupling of a cold head

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012503747A (en) * 2008-09-23 2012-02-09 エアロヴァイロンメント インコーポレイテッド Cryogenic liquid tank
KR102473948B1 (en) 2018-07-13 2022-12-05 대우조선해양 주식회사 Boil-off gas treatment system of liquid hydrogen storage tank for ship

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3096969B2 (en) * 1997-03-07 2000-10-10 岩谷産業株式会社 Reliquefaction equipment for liquefied gas for cooling of physics and chemistry equipment
JP2012072819A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Railway Technical Research Institute System for supplying hydrogen for fuel to fuel cell vehicle
JP5606466B2 (en) * 2012-02-07 2014-10-15 岩谷産業株式会社 Gas supply device
US20160084440A1 (en) * 2014-09-18 2016-03-24 Bruker Biospin Gmbh Automatic thermal decoupling of a cold head

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220045521A (en) 2022-04-12
KR102430334B9 (en) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101075195B1 (en) Reservoir tank including heat exchanger and liquefied natural gas fuel supplying system including the reservoir tank
US6732536B1 (en) Method for providing cooling to superconducting cable
KR102068388B1 (en) Method and arrangement for transferring heat in a gaseous fuel system
KR102473949B1 (en) Boil-off gas treatment system of liquid hydrogen storage tank for ship
US3699696A (en) Cryogenic storage and expulsion means
KR20120133564A (en) Apparatus for controlling pressure of liquefied gas tank using fuel LNG and liquefied gas carrier having the same
KR20150115092A (en) A Treatment System Liquefied Gas
KR102430334B1 (en) Cryogenic fluid tank and cryogenic fluid supplying system having the same
US9853301B2 (en) Thermal conditioning fluids for an underwater cryogenic storage vessel
KR102473948B1 (en) Boil-off gas treatment system of liquid hydrogen storage tank for ship
CN108700258A (en) Method for cooling down the first low-temperature pressure container
US20170191619A1 (en) System and method for storing and transferring a cryogenic liquid
US7263841B1 (en) Superconducting magnet system with supplementary heat pipe refrigeration
KR100831946B1 (en) Liquefied natural gas regasification process and plant
KR102007363B1 (en) Cryogenic Fuel Tank Having Vaporized Gas Storage Layer for LNG Fueled Ship
KR102027305B1 (en) Cooling system with energy saving for refeer container
US20220349526A1 (en) Cryogenic fluid fueling system
KR101681714B1 (en) Low temperature liquid cargo tank, offshore structure including the same, and cool-down and warming-up method of low temperature liquid cargo tank
US20230266064A1 (en) Heat exchange device using seawater
KR101585782B1 (en) Liquefied gas storage apparatus and method of liquefied gas supply
KR20110074169A (en) Lng supplying system
JP2008286484A (en) Cooling pipe
KR20230081159A (en) Valve cooling apparatus for ammonia supply apparatus
KR20150097030A (en) A Treatment System Liquefied Gas
KR102648100B1 (en) Apparatus for storing liquefied hydrogen using cryogenic refrigerator

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]