KR102589465B1 - 극저온 액화가스용 기화기 - Google Patents

Abstract

극저온 액화가스용 기화기가 개시된다.
상기 극저온 액화가스용 기화기는, 액화가스가 흐르는 다수개의 제1 유로를 포함하는 제1 블럭; 및 액화가스에 열을 전달하는 열매가 흐르는 다수개의 제2 유로를 포함하는 제2 블럭;을 포함하고, 상기 제1 블럭은 다수개 연속으로 적층되며, 상기 다수개의 제1 유로는 상기 제1 블럭의 일면에 접하도록 나란히 배치되고, 연속으로 적층된 다수개의 상기 제1 블럭 중 한 쌍 이상의 제1 블럭은 각각, 상기 제1 유로가 서로 마주보게 접하도록 적층된다.

Description

극저온 액화가스용 기화기{Vaporizer for Cryogenic Liquefied Gas}

본 발명은 유로의 배치를 개선한 극저온 액화가스용 기화기에 관한 것이다.

도 1은 종래의 극저온 액화가스용 기화기의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 극저온 액화가스용 기화기는, 액화가스가 흐르는 다수개의 제1 유로(F1)를 포함하는 제1 블럭(B1)과, 액화가스에 열을 전달하는 열매가 흐르는 다수개의 제2 유로(F2)를 포함하는 제2 블럭(B2)이 교대로 적층되어 형성되었다.

종래의 극저온 액화가스용 기화기에 의하면, 액화가스의 유량이 증가하는 경우에 열매가 동결되는 문제점이 있었다. 열매가 동결되면, 열매가 흐르는 제2 유로(F2)가 막히게 되므로 기화기가 제대로 작동할 수 없게 된다.

본 발명의 발명자들은 액화질소(LN₂)로 기화기의 성능 실험을 해본 결과, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 극저온 액화가스용 기화기에 의하면, 액화가스의 유량이 증가하는 경우에 열매가 동결된다는 사실을 발견하였으며, 액화가스의 유량이 증가하는 경우에 열매가 동결되는 현상은, 액화질소, 액화천연가스(LNG) 등 극저온 액화가스가 흐르는 제1 유로(F1)와 열매가 흐르는 제2 유로(F2)가 인접하여 배치됨으로 인하여 발생한다는 것은 알아내었다.

본 발명은 극저온 액화가스의 유량을 증가시켜도 열매가 동결되지 않도록 유로의 배치를 개선한 극저온 액화가스용 기화기에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스가 흐르는 다수개의 제1 유로를 포함하는 제1 블럭; 및 액화가스에 열을 전달하는 열매가 흐르는 다수개의 제2 유로를 포함하는 제2 블럭;을 포함하고, 상기 제1 블럭은 다수개 연속으로 적층되며, 상기 다수개의 제1 유로는 상기 제1 블럭의 일면에 접하도록 나란히 배치되고, 연속으로 적층된 다수개의 상기 제1 블럭 중 한 쌍 이상의 제1 블럭은 각각, 상기 제1 유로가 서로 마주보게 접하도록 적층되는, 극저온 액화가스용 기화기가 제공된다.

상기 제1 유로는 반원 형상일 수 있고, 상기 제1 유로의 평평한 부분(원주 부분이 아닌 지름 부분)이 상기 제1 블럭의 일면에 접하도록 배치될 수 있으며, 상기 한 쌍 이상의 제1 블럭은 각각 원형 유로를 형성할 수 있다.

상기 제2 유로는 상기 제2 블럭의 양 면에 각각 접하도록 두 줄로 배치될 수 있고, 상기 제2 블럭의 일면에 접하는 제2 유로와 상기 제2 블럭의 타면에 접하는 제2 유로는 서로 어긋나게 배치될 수 있다.

상기 제2 유로는 반원 형상일 수 있고, 상기 제2 유로의 평평한 부분(원주 부분이 아닌 지름 부분)이 상기 제2 블럭의 양면에 각각 접하도록 배치될 수 있다.

상기 제2 블럭은 두 개 이상이 연속으로 적층될 수 있고, 연속으로 적층된 상기 제2 블럭이 접하는 면의 상기 제2 유로가 어긋나게 적층될 수 있다.

다수개의 상기 제1 블럭과 한 개 이상의 상기 제2 블럭이 하나의 유닛을 형성할 수 있다.

상기 유닛은, 연속으로 적층된 다수개의 상기 제1 블럭; 다수개의 상기 제1 블럭의 일측에 연속으로 적층되는 한 개 이상의 상기 제2 블럭; 및 다수개의 상기 제1 블럭의 타측에 연속으로 적층되는 한 개 이상의 상기 제2 블럭;을 포함할 수 있다.

상기 유닛은 두 개의 커버 사이에 다수개가 적층될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 한 쌍의 제1 블럭에 포함된 제1 유로가 서로 마주보면서 접하므로, 액화가스의 유동 속도를 빠르게 할 수 있다. 액화가스의 유동 속도가 빨라지면, 제2 블럭을 흐르는 열매로의 냉열 전달을 늦출 수 있으므로, 열매의 동결을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 열매가 흐르는 제2 유로가 지그재그 형상으로 배치되므로, 공간을 효율적으로 활용하여 열 분포를 고르게 할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 극저온 액화가스용 기화기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 극저온 액화가스용 기화기의 단면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면을 기준으로 설명하는 경우에, 설명의 편의를 위하여 위, 아래, 밑면, 윗면 등의 용어를 사용하였으나, 이는 도면에서의 위쪽과 아래쪽을 의미하는 것이며, 실제 중력 방향을 기준으로 위아래를 한정하려는 취지는 아니다. 기화기는 시스템의 구성에 따라 설치 방향이 바뀔 수 있고, 기화기의 설치 방향에 따라 유로의 방향도 바뀌게 된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 극저온 액화가스용 기화기의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 극저온 액화가스용 기화기는, 액화가스가 흐르는 다수개의 제1 유로(F1)를 포함하는 제1 블럭(B1)과, 액화가스에 열을 전달하는 열매가 흐르는 다수개의 제2 유로(F2)를 포함하는 제2 블럭(B2)을 포함한다.

제1 블럭(B1)에 포함되는 다수개의 제1 유로(F1)는 제1 블럭(B1)의 일면에 접하도록 나란히 배치된다. 제1 유로(F1)는 반원 형상일 수 있으며, 제1 유로(F1)가 반원 형상인 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 평평한 부분(원주 부분이 아닌 지름 부분)이 제1 블럭(B1)의 일면에 접하도록 배치된다.

또한, 본 실시예의 극저온 액화가스용 기화기는, 다수개의 제1 블럭(B1, B1')이 연속으로 적층되며, 한 쌍(2개)의 제1 블럭(B1, B1')은 제1 유로(F1, F1')가 서로 마주보게 접하도록 적층된다.

즉, 도 2를 기준으로 설명하면, 위쪽 제1 블럭(B1)의 제1 유로(F1)는 제1 블럭(B1)의 밑면에 접하도록 배치되고, 아래쪽 제1 블럭(B1')의 제1 유로(F1')는 제1 블럭(B1')의 윗면에 접하도록 배치되며(즉, 아래쪽 제1 블럭(B1')은 위쪽 제1 블럭(B1)을 뒤집은 형상이다.), 위쪽 제1 블럭(B1)의 제1 유로(F1)와 아래쪽 제1 블럭(B1')의 제1 유로(F1')는 서로 어긋나지 않게 마주보면서 접하게 된다.

따라서, 제1 유로(F1, F1')가 반원 형상인 경우, 한 쌍의 제1 블럭(B1, B1')은, 도 2에 도시된 바와 같이 원형 유로를 형성하게 된다.

도 2에는 한 쌍(2개)의 제1 블럭(B1, B1')이 연속으로 적층된 것이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 세 개 이상의 제1 블럭(B1)이 적층될 수 있다. 또한, 여러 쌍(2n개)의 제1 블럭(B1, B1')이, 제1 유로(F1, F1')가 각각 서로 마주보면서 접하도록, 연속으로 적층될 수 있다(즉, 정방향의 제1 블럭(B1)과 뒤집어진 방향의 제1 블럭(B1')이 번갈아서 적층될 수 있다.).

본 실시예에 의하면, 한 쌍의 제1 블럭(B1, B1')에 포함된 제1 유로(F1, F1')가 서로 마주보면서 접하고, 제1 유로(F1)가 반원 형상인 경우 원형 유로를 형성하므로, 제1 유로(F1)의 단면이 두 배가 된다.

제1 유로(F1)의 단면이 두 배가 되므로 액화가스의 유동 속도가 높아지며, 액화가스의 유동 속도가 높아지면, 제2 블럭(B2)을 흐르는 열매로의 냉열 전달을 늦출 수 있다. 액화가스의 냉열이 열매로 전달되는 속도를 늦추면, 열매의 동결을 방지할 수 있다.

한편, 제2 블럭(B2)에 포함되는 제2 유로(F2)는 제2 블럭(B2)의 양 면에 각각 접하도록 두 줄로 배치된다. 또한, 제2 블럭(B2)의 일면에 접하는 제2 유로(F2)와, 제2 블럭(B2)의 타면에 접하는 제2 유로(F2)는, 서로 마주보지 않게 어긋나게 배치된다.

제2 유로(F2)는 반원 형상일 수 있으며, 제2 유로(F2)가 반원 형상인 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 평평한 부분(원주 부분이 아닌 지름 부분)이 제2 블럭(B2)의 양면에 각각 접하도록 배치된다.

본 실시예의 극저온 액화가스용 기화기는, 두 개 이상의 제2 블럭(B2)이 연속으로 적층될 수 있다. 또한, 두 개 이상의 제2 블럭(B2)이 연속으로 적층되는 경우, 연속으로 적층된 제2 블럭이 접하는 면의 제2 유로(F2)가 서로 마주보지 않게 어긋나게 적층된다.

즉, 도 2를 기준으로 설명하면, 위쪽 제2 블럭(B2)의 밑면에 접하도록 배치된 제2 유로(F2)와, 아래쪽 제2 블럭(B2')의 윗면에 접하도록 배치된 제2 유로(F2')는 서로 마주보지 않고 어긋나게 된다.

도 2에는 두 개의 제2 블럭(B2)이 연속으로 적층된 것이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 세 개 이상의 제2 블럭(B2)이 연속으로 적층될 수도 있다. 세 개 이상의 제2 블럭(B2)이 연속으로 적층되는 경우에도, 각 접하는 면의 제2 유로(F2)가 서로 어긋나도록 적층된다.

제2 블럭(B2)의 일면에 접하는 제2 유로(F2)와 제2 블럭(B2')의 타면에 접하는 제2 유로(F2')를 어긋나게 배치하므로, 열매가 흐르는 제2 유로(F2)가 지그재그 형상으로 배치되게 된다. 열매가 흐르는 제2 유로(F2)를 지그재그 형상으로 배치하면, 공간을 효율적으로 활용하여 열 분포를 고르게 할 수 있다는 장점이 있다.

본 실시예에 의하면, 다수개의 제1 블럭(B1, B1')과 한 개 이상의 제2 블럭(B2)이 하나의 유닛(Unit, U)을 형성할 수 있다.

도 2를 기준으로 보다 자세히 설명하면, 하나의 유닛(U)은, 연속으로 적층된 다수개의 제1 블럭(B1, B1')과, 다수개의 제1 블럭(B1, B1')의 위(일측)에 연속으로 적층되는 한 개 이상의 제2 블럭(B2, B2')과, 다수개의 제1 블럭(B1, B1')의 아래(타측)에 연속으로 적층되는 한 개 이상의 제2 블럭(B2, B2')을 포함할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 실시예에 의하면, 두 개의 커버(Cover, C) 사이에 다수개의 유닛(U)이 적층될 수 있다. 커버(C)는, 보호 목적으로 설치되는 일종의 케이스(Case)로, 다수개의 블럭(B1, B1', B2, B2') 또는 다수개의 유닛(U)의 형상을 유지하고, 다수개의 블럭(B1, B1', B2, B2') 또는 다수개의 유닛(U)을 외부와 차단하는 역할을 한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

B1 : 제1 블럭 B2 : 제2 블럭
F1 : 제1 유로 F2 : 제2 유로
U : 유닛 C : 커버

Claims (8)

1. 액화가스가 흐르는 다수개의 제1 유로를 포함하는 제1 블럭; 및
   액화가스에 열을 전달하는 열매가 흐르는 다수개의 제2 유로를 포함하는 제2 블럭;을 포함하고,
   상기 제1 블럭은 다수개 연속으로 적층되며,
   상기 다수개의 제1 유로는 상기 제1 블럭의 일면에 접하도록 나란히 배치되고,
   연속으로 적층된 다수개의 상기 제1 블럭 중 한 쌍 이상의 제1 블럭은 각각, 상기 제1 유로가 서로 마주보게 접하도록 적층되고,
   상기 제2 유로는 상기 제2 블럭의 양 면에 각각 접하도록 두 줄로 배치되고,
   상기 제2 블럭의 일면에 접하는 상기 제2 유로와 상기 제2 블럭의 타면에 접하는 상기 제2 유로는 서로 어긋나게 배치되며,
   상기 제2 블럭은 연속으로 적층되어 서로 마주보며 접하는 상기 제2 블럭에서 상기 제2 유로가 서로 연결되도록 형성되는, 극저온 액화가스용 기화기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 유로는 반원 형상이고,
   상기 제1 유로의 평평한 부분(원주 부분이 아닌 지름 부분)이 상기 제1 블럭의 일면에 접하도록 배치되며,
   상기 한 쌍 이상의 제1 블럭은 각각 원형 유로를 형성하는, 극저온 액화가스용 기화기.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 유로는 반원 형상이고,
   상기 제2 유로의 평평한 부분(원주 부분이 아닌 지름 부분)이 상기 제2 블럭의 양면에 각각 접하도록 배치되는, 극저온 액화가스용 기화기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 블럭은 두 개 이상이 연속으로 적층되고,
   연속으로 적층된 상기 제2 블럭이 접하는 면의 상기 제2 유로가 어긋나게 적층되는, 극저온 액화가스용 기화기.
6. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 및 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   다수개의 상기 제1 블럭과 한 개 이상의 상기 제2 블럭이 하나의 유닛을 형성하는, 극저온 액화가스용 기화기.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 유닛은,
   연속으로 적층된 다수개의 상기 제1 블럭;
   다수개의 상기 제1 블럭의 일측에 연속으로 적층되는 한 개 이상의 상기 제2 블럭; 및
   다수개의 상기 제1 블럭의 타측에 연속으로 적층되는 한 개 이상의 상기 제2 블럭;
   을 포함하는, 극저온 액화가스용 기화기.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 유닛은 두 개의 커버 사이에 다수개가 적층되는, 극저온 액화가스용 기화기.

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