WO2020009396A1 - 내부 증발기를 가진 유체탱크 - Google Patents

내부 증발기를 가진 유체탱크 Download PDF

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    • F17C2260/018—Adapting dimensions

Definitions

  • the present invention relates to a fluid tank having an internal evaporator, and more particularly, converts the liquid fluid stored in the tank body into gaseous fluid through a conversion means such as an evaporator provided in the tank body, and sends the converted gaseous fluid.
  • the present invention relates to a fluid tank having an internal evaporator that can be sent to a place of use by means, thereby providing excellent space utilization and preventing ultra-cold brittleness.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional fluid tank 10.
  • a conventional fluid tank 10 includes a tank body 11 in which a liquid fluid such as liquefied natural gas is stored.
  • a sending means 13 for sending a liquid fluid stored in the tank body 11 it is sent to the outside through this.
  • the liquid fluid sent to the outside is heated through an evaporator 12 provided outside the tank body 11 to be converted into a gaseous fluid, so that the gaseous fluid can be supplied to the place of use.
  • the valves 15 and 16 before and after the evaporator 12 are closed.
  • the remaining liquid fluid should be discharged to the discharge portion through the control of the evaporator control valve 18 including the evaporator pressure reducing valve 18-1 or the evaporator safety valve 18-2.
  • the fluid tank 20 illustrated in FIG. 2 is designed to solve the problem of the fluid tank 10 illustrated in FIG. 1, and includes an evaporator 22 inside the tank body 21 and the evaporator 22.
  • the gaseous fluid converted through the gas is sent to the gaseous fluid using place through the compressor 22-1.
  • Tank pressure reducing valves 17-1 and 27-1 and tanks for pressure control of the tank bodies 11 and 21 are tank control valves 17 and 27-1 and tanks for pressure control of the tank bodies 11 and 21.
  • Tank control valves 17 and 27 including safety valves 17-2 and 27-2.
  • the object of the present invention is to provide a natural fluid, such as natural gas through the conversion means such as evaporator provided in the tank body of liquid fluid, such as liquefied natural gas stored inside the tank body It is to provide a fluid tank having an internal evaporator that can be converted to the gaseous fluid of the, and the converted gaseous fluid to the place of use through the delivery means, to prevent the ultra-low temperature brittleness of the liquefied natural gas.
  • an object of the present invention is configured so that the liquid fluid stored in the tank body is not affected by the conversion means provided inside the tank body, thereby preventing the conversion of the liquid fluid, such as liquefied natural gas, and to the liquid phase It is to provide a fluid tank having an internal evaporator that can minimize the energy consumption to maintain.
  • a fluid tank having an internal evaporator includes a tank body 100 in which a liquid fluid is stored; A conversion means (200) provided inside the tank main body (100) to supply a liquid fluid and converting the liquid fluid into a gaseous fluid by exchanging a heating medium supplied from the outside with the liquid fluid; And supplying the liquid fluid inside the tank body 100 to the converting means 200, and sending the gaseous fluid converted by the converting means 200 to an external place of use through the gaseous fluid pipe 300. It is characterized in that it comprises a; transmitting means (400).
  • the gas fluid pipe 300 is characterized in that it comprises a gaseous fluid piping control valve 310 that can control the gaseous fluid flowing to the destination.
  • the fluid tank 1000 further includes a pressure control unit 500 including a tank pressure reducing valve 510 and a tank safety valve 520 capable of controlling the pressure inside the tank body 100. It is done.
  • the conversion means 200 is a conversion means body 210 for receiving a heating medium to convert the liquid fluid into a gaseous fluid, and a high temperature heating medium pipe that is supplied from the outside to the conversion means body 210 to the heating medium ( 220, and a low-temperature heating medium pipe 230 through which the heating medium heat-exchanged with the liquid fluid in the converting means body 210 is discharged to the outside, and heat insulating means provided to insulate the converting means body 210. It is characterized by.
  • the heat insulating means is a first heat insulating means 241 made of a heat insulating material on the outer circumference of the converting means body 210 or a second heat insulating means made of vacuum means to maintain the outer circumference of the converting means body 210 in a vacuum state. It is characterized by the (242).
  • the conversion means 200 is provided to be detachably attached to the conversion means body 210, further comprising a support 250 for fixing the conversion means body 210 inside the tank body 100; It features.
  • the tank body 100 is characterized in that it comprises a maintenance opening 110 which is provided to be opened and closed.
  • the conversion means 200 further includes an exhaust gas pipe 260 that allows the external gas to flow into the high temperature heating medium pipe 220, the exhaust gas pipe 260 is the high temperature heating medium pipe. It characterized in that it comprises a discharge gas control valve (261) that can control the outside gas flowing into the 220.
  • the fluid tank having an internal evaporator converts a liquid fluid such as liquefied natural gas stored in the tank body into a gaseous fluid such as natural gas through a conversion means provided inside the tank body, and sends the converted gaseous fluid.
  • a liquid fluid such as liquefied natural gas stored in the tank body
  • a gaseous fluid such as natural gas
  • the fluid tank having an internal evaporator according to the present invention does not need a control means for discharging or controlling the liquid fluid, it is excellent in space utilization, and has the advantage of reducing the manufacturing cost and manufacturing time.
  • the fluid tank having an internal evaporator according to the present invention is configured so that the liquid fluid stored in the tank body is not affected by the conversion means provided inside the tank body, thereby preventing the conversion of the liquid fluid, such as liquefied natural gas
  • FIG. 1 is a view showing a conventional fluid tank
  • Figure 2 is another view showing a conventional fluid tank
  • FIG 3 is a view showing a fluid tank having an internal evaporator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is yet another view of a fluid tank having an internal evaporator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a fluid tank having an internal evaporator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is yet another view of a fluid tank having an internal evaporator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a fluid tank having an internal evaporator according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is yet another view of a fluid tank having an internal evaporator according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a fluid tank having an internal evaporator according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 4 is another view showing a fluid tank having an internal evaporator according to a first embodiment of the present invention.
  • the fluid tank 1000 having the internal evaporator according to the first embodiment of the present invention is a configuration for converting the stored liquid fluid into gaseous fluid and sending the gaseous fluid to a place of use. It comprises a tank body 100, a conversion means 200 and the sending means 400.
  • the tank body 100 is a configuration in which a liquid fluid is stored, in which case the liquid fluid stored in the tank body 100 may be liquefied natural gas (LNG), for this purpose, the tank body 100 stores the liquefied natural gas. It should be able to maintain the cryogenic temperature.
  • LNG liquefied natural gas
  • the tank body 100 of the fluid tank 1000 having an internal evaporator according to the first embodiment of the present invention is capable of storing various liquid fluids to be stored while maintaining ultra low temperature in addition to liquefied natural gas.
  • the tank body 100 may include an inlet (not shown) for supplying and storing the liquid fluid, the discharge portion for discharging the liquid fluid from the inside of the tank body 100 for any selected purpose ( Not shown).
  • the inlet is composed of a nozzle to supply the liquid fluid into the tank body 100 in a spray method, or various other embodiments are possible, a detailed description as a known technique will be omitted.
  • the converting means 200 is provided inside the tank body 100 and heat exchanges with the liquid fluid using a heating medium supplied from the outside, thereby forming a gas phase fluid through heating of the liquid fluid.
  • the conversion means 200 is preferably made of an evaporator for heating the liquid fluid to convert to a gaseous fluid, of course, may be made of a variety of other means that can be converted to the gaseous fluid by heating the liquid fluid.
  • the heating medium in the conversion means 200 consisting of an evaporator may be a means for heating the liquid fluid through the supply of electrical energy, but heating in the fluid tank 1000 having the internal evaporator according to the first embodiment of the present invention.
  • the medium is composed of a gas phase heating medium means or a liquid phase heating medium means, by heat exchange with the liquid fluid through it, it is preferable to heat the liquid fluid stored in the tank body 100 to form a gaseous fluid.
  • the sending means 400 supplies the liquid fluid inside the tank body 100 to the converting means 200, converts the liquid gas into gaseous fluid through heating of the liquid fluid, and converts the gaseous fluid from the outside through the gaseous fluid pipe 300. It is provided to send to a use place (engine etc.).
  • the sending means 400 may be made of a pump that supplies the liquid fluid to the conversion means 200, the gaseous fluid converted in the conversion means 200 can be supplied to the external place of use through the gaseous fluid pipe 300. have.
  • Another means of the delivery means 400 is to supply a liquid fluid to the conversion means 200, such as a heating pressurized device that can be heated to pressurize the inside of the tank body 100 by heating the liquid fluid to the outside, If the gaseous fluid converted by the converting means 200 can be sent to an external place of use through the gaseous fluid pipe 300, various embodiments are possible.
  • the fluid tank 1000 having the internal evaporator according to the first embodiment of the present invention is a tank body as a gaseous fluid through a conversion means 200 provided inside the tank body 100 for cryogenic liquid fluids. (100) by converting inside, and can be sent to the place of use through the gas phase fluid pipe 300, because the fluid in the liquid state does not flow outside the tank body 100, eliminating the occurrence of ultra-low temperature brittleness caused by the liquid Can be.
  • the converting means 200 for converting the liquid fluid into the gaseous fluid is located inside the tank body 100, the converting means 200 for converting the liquid fluid into the gaseous fluid from the outside of the tank body 100 is not provided. There is an advantage to save space for providing it.
  • the liquid fluid is converted into gaseous fluid through the conversion means 200 provided in the tank body 100, the liquid body is converted into gaseous fluid in order to supply the gaseous fluid to the place of use outside the tank body 100. It is not necessary to provide an external conversion means (evaporator), it is possible to eliminate the valve for controlling the flow of the liquid fluid, and the measuring device of the liquid fluid for controlling the valve, so that the manufacturing cost and manufacturing time of the fluid tank 1000 In addition, there is an advantage of excellent space utilization.
  • the fluid tank 1000 having the internal evaporator according to the first embodiment of the present invention through the gas phase fluid pipe 300 using the operation of the conversion means 200 and the sending means 400 as described above
  • the gaseous fluid is supplied to the place of use
  • the gaseous fluid pipe 300 may include a gaseous fluid pipe control valve 310 for controlling the gaseous fluid sent to the place of use.
  • the gas phase fluid pipe control valve 310 is not limited because it can be made of a variety of control valve means, if it can control the gas phase fluid flowing through the gas phase fluid pipe 300, the gas phase fluid control valve 310 is a In addition to flow control, a sensor may be further provided to measure the flow rate of the gaseous fluid.
  • the fluid tank 1000 having the internal evaporator according to the first embodiment of the present invention may further include a pressure control unit 500 for controlling the pressure inside the tank body 100, pressure control unit ( 500 may include a tank pressure reducing valve 510 and a tank safety valve 520 for reducing the pressure of the tank body 100.
  • pressure control unit 500 may include a tank pressure reducing valve 510 and a tank safety valve 520 for reducing the pressure of the tank body 100.
  • the pressure control unit 500 including the tank pressure reducing valve 510 and the tank safety valve 520 may discharge the gaseous fluid in the tank body 100 to the discharge unit so as to control the pressure in the tank body 100. have.
  • FIG. 5 is a view showing a fluid tank having an internal evaporator according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 6 is another view showing a fluid tank having an internal evaporator according to a second embodiment of the present invention.
  • the converting means 200 of the fluid tank 1000 having the internal evaporator according to the second embodiment of the present invention converts the supplied liquid fluid and the heating medium into gaseous fluid.
  • the converting means body 210, the high temperature heating medium pipe 220 to which the heating medium is supplied to the converting means body 210 from the outside, and the heating medium heat exchanged with the liquid fluid in the converting means body 210 are discharged to the outside. It is formed to surround the low temperature heating medium pipe 230 and the conversion means body 210 is made of a heat insulating means provided to insulate the conversion means body 210 and the tank body 100 inside.
  • the conversion means body 210 may be made of an evaporator, by heat exchange with the liquid fluid through a heating medium supplied through the high temperature heating medium pipe 220, and converts the liquid fluid into gaseous fluid ,
  • the heating medium converted to a relatively low temperature through heat exchange with the liquid fluid is discharged to the outside through the low temperature heating medium pipe 230.
  • the high temperature heating medium pipe 220 and the low temperature heating medium pipe 230 is a heating medium flows into the conversion means body 210 or is converted, each may be provided independently, otherwise, one heating medium circulation system
  • the heating medium discharged through the low temperature heating medium pipe 230 may be heated to flow to the high temperature heating medium pipe 220, and the present invention is not limited thereto.
  • the high temperature heating medium pipe 220 may further include a high temperature heating medium control valve 221 for controlling the supply of the heating medium.
  • the conversion means body 210 is located inside the tank body 100, the temperature is increased in accordance with the inflow of the heating medium, the heat insulating to minimize the influence on the liquid fluid stored inside the tank body 100 Means may be provided.
  • the heat insulating means may be a first heat insulating means 241 made of a heat insulating material, as shown in FIG.
  • the first heat insulating means 241 is made of a heat insulating material, it is possible to prevent the heat energy by the heating medium in the change means body 210 to be transferred to the liquid fluid stored in the tank body 100.
  • the heat insulating material of the first heat insulating means 241 can be made of various heat insulating materials, if it can prevent the heat energy from the conversion means body 210 is transferred to the liquid fluid stored in the tank body 100, of course. to be.
  • heat insulating means 240 may be a second heat insulating means 242 made of a vacuum means that can form the outer peripheral surface of the conversion means body 210 in a vacuum, as shown in FIG.
  • the second heat insulating means 242 is composed of a vacuum means to maintain the outer circumference of the conversion means body 210 in a vacuum state, so that the heat energy by the heating medium in the conversion means body 210 is stored in the tank body 100 It can be prevented from being delivered to the fluid.
  • the vacuum means constituting the second insulation means 242 may be configured by various means such as a vacuum chamber, a vacuum insulation jacket.
  • the fluid tank 1000 having the internal evaporator according to the second embodiment of the present invention includes a heat insulating means consisting of the first heat insulating means 241 or the second heat insulating means 242, the conversion means body 210 It is possible to prevent the transfer of heat energy generated by the heating medium in the liquid phase to the liquid fluid, thereby preventing the liquid fluid from being converted into the gas phase by maintaining the drooping temperature, and minimizing the energy loss for maintaining the fluid in the liquid state. have.
  • the converting means 200 of the fluid tank 1000 having an internal evaporator supports the support 250 provided to support the converting means body 210 inside the tank body 100. It may further include.
  • the shape of the support 250 is not limited, but the position of the conversion means body 210 in the tank body 100 is easy to be fixed, and is formed to facilitate attachment and detachment with the conversion means body 210 for maintenance. It is desirable to.
  • the tank body 100 is detached from the support 250 for the maintenance of the conversion means body 210 made of an evaporator, etc., and comprises a maintenance opening 110 for repair or replacement thereof.
  • the conversion means 200 may be moved to the outside by opening, thereby facilitating maintenance or replacement of the conversion means 200.
  • the shape of the maintenance opening 110 is not limited, but, of course, it must be larger than the size of the conversion means 200 to facilitate insertion and withdrawal of the conversion means 200 into the tank body 100. Of course, it should be formed in a structure that can prevent the leakage of the liquid or gaseous fluid stored in the main body 100.
  • FIG. 7 is a view showing a fluid tank having an internal evaporator according to a third embodiment of the present invention
  • Figure 8 is another view showing a fluid tank having an internal evaporator according to a third embodiment of the present invention.
  • the converting means 200 of the fluid tank 1000 having the internal evaporator according to the third embodiment of the present invention may introduce external gas into the high temperature heating medium pipe 220. It further includes an exhaust gas pipe (260).
  • the converting means 200 of the fluid tank 1000 having the internal evaporator according to the third embodiment of the present invention provides an exhaust gas pipe 260 that can supply external gas to the high temperature heating medium pipe 220.
  • an exhaust gas pipe 260 that can supply external gas to the high temperature heating medium pipe 220.
  • the exhaust gas pipe 260 further includes an exhaust gas control valve 261 that can control an external gas introduced into the high temperature heating medium pipe 220.
  • the fluid tank 1000 having the internal evaporator according to the third embodiment of the present invention locks the exhaust gas control valve 261 during operation to prevent external gas from flowing into the high temperature heating medium pipe 220.
  • the external gas flows to the high temperature heating medium pipe 220 to be discharged together with the heating medium through the low temperature heating medium pipe 230, thereby converting the body 210 into the body. It is possible to minimize the effect on the liquid fluid by quickly removing the remaining heating medium in the

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Abstract

본 발명은 내부 증발기를 가진 유체탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탱크본체 내부에 저장된 액상유체를 탱크본체 내부에 구비되는 변환수단을 통해 기상유체로 변환하고, 변환된 기상유체를 송출수단을 통해 사용처로 송출할 수 있어 공간 활용성이 뛰어날 뿐만 아니라, 초저온취성의 유발을 방지할 수 있는 내부 증발기를 가진 유체탱크 에 관한 것이다.

Description

내부 증발기를 가진 유체탱크
본 발명은 내부 증발기를 가진 유체탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탱크본체 내부에 저장된 액상유체를 탱크본체 내부에 구비되는 증발기 등의 변환수단을 통해 기상유체로 변환하고, 변환된 기상유체를 송출수단을 통해 사용처로 송출할 수 있어 공간 활용성이 뛰어날 뿐만 아니라, 초저온취성의 유발을 방지할 수 있는 내부 증발기를 가진 유체탱크에 관한 것이다.
도 1은 종래의 유체탱크(10)를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 유체탱크(10)는 액화천연가스 등의 액상유체가 저장되는 탱크본체(11)를 포함한다.
이때, 천연가스 등의 기상유체를 사용처로 공급하기 위해서는 탱크본체(11) 내부에 저장된 액상유체를 송출할 수 있는 송출수단(13)을 구비하고, 이를 통해 외부로 송출하게 된다. 외부로 송출된 액상유체는 탱크본체(11) 외부에 구비되는 증발기(12)를 통해 가열하여 기상유체로 변환시킴으로써, 기상유체를 사용처로 공급할 수 있다.
이때 사용처로 기상유체를 공급하지 않도록 동작을 멈추기 위해서는, 증발기(12) 전후의 밸브(15, 16)를 잠그게 된다. 이때 잔존하는 액상유체는 증발기감압밸브(18-1) 또는 증발기 안전밸브(18-2)를 포함하는 증발기제어밸브(18)의 제어를 통해 배출부로 배출시켜야 한다.
아울러, 액상유체가 탱크본체(11)의 외부로 유동하여 증발기(12)를 통해 기상유체로 변환되므로, 이는 초저온의 액상유체의 초저온취성을 유발할 위험이 존재할 뿐만 아니라, 기상유체로 변환시키기 위한 증발기(12)의 구비에 따른 별도의 공간을 필요로 하는 문제점이 발생한다.
도 2에 도시된 유체탱크(20)는 도 1에 도시된 유체탱크(10)의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 증발기(22)를 탱크본체(21) 내부에 구비하고, 증발기(22)를 통해 변환된 기상유체는 압축기(22-1) 등을 통해 기상유체 사용처로 송출하는 구성이다.
그러나 도 2에 도시된 유체탱크(20)의 경우, 증발기(22)를 통해 탱크본체(21) 내부의 액상유체 전체를 가열해야 하므로, 기상유체로 변환시키기 위한 에너지가 많이 소모되는 문제점이 있다. 또한, 운전 중단 시 압축기(22-1) 전후의 밸브(25, 26)를 잠그게 되고, 잔존하는 액상유체는 증발기 감압밸브(28-1) 또는 증발기 안전밸브(28-2)를 포함하는 증발기제어밸브(28)의 제어를 통해 배출부로 배출시켜야 한다.
아울러, 탱크본체(21) 내부에서 변환된 기상유체를 사용처로 송출하기 위한 압축기(22-1)를 별도로 구비해야 하므로, 압축기(22-1)를 구비하기 위한 별도의 공간을 필요로 할 뿐만 아니라, 압축기(22-1)의 잦은 고장으로 인해 유지보수 비용이 증대되는 문제점이 있다.
도 1, 도 2에 도시된 17-1, 17-2, 27-1, 27-2는 탱크본체(11, 21)의 압력 제어를 위한 탱크감압밸브(17-1, 27-1) 및 탱크안전밸브(17-2, 27-2)를 포함하는 탱크제어밸브(17, 27)이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 탱크본체 내부에 저장된 액화천연가스 등의 액상유체를 탱크본체 내부에 구비되는 증발기 등의 변환수단을 통해 천연가스 등의 기상유체로 변환하고, 변환된 기상유체를 송출수단을 통해 사용처로 송출함으로써, 액화천연가스의 초저온취성 유발을 방지할 수 있는 내부 증발기를 가진 유체탱크를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 액상유체를 배출 또는 제어하기 위한 제어수단이 필요하지 않으므로, 공간 활용성이 뛰어날 뿐만 아니라, 제조비용 및 제조시간을 단축할 수 있는 내부 증발기를 가진 유체탱크를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 탱크본체 내부에 구비되는 변환수단을 통해 탱크본체 내부에 저장된 액상유체가 영향을 받지 않도록 구성함으로써, 액화천연가스 등의 액상유체의 변환을 방지함과 함께, 이를 액상으로 유지하기 위한 에너지 소모를 최소화할 수 있는 내부 증발기를 가진 유체탱크를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크는 액상유체가 저장되는 탱크본체(100); 상기 탱크본체(100) 내부에 구비되어 액상유체가 공급되며, 외부로부터 공급되는 가열매체를 액상유체와 열 교환시켜 액상유체를 기상유체로 변환시키는 변환수단(200); 및 상기 탱크본체(100) 내부의 액상유체를 상기 변환수단(200)으로 공급시키고, 상기 변환수단(200)에서 변환된 기상유체를 기상유체배관(300)을 통해 외부의 사용처로 송출하도록 구비되는 송출수단(400);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기체유체배관(300)은 사용처로 유동하는 기상유체를 제어 가능한 기상유체배관제어밸브(310)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유체탱크(1000)는 상기 탱크본체(100) 내부의 압력을 제어할 수 있는 탱크감압밸브(510) 및 탱크안전밸브(520)를 포함하는 압력제어부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변환수단(200)은 가열매체를 공급받아 액상유체를 기상유체로 변환시키는 변환수단몸체(210)와, 외부로부터 상기 변환수단몸체(210)로 가열매체가 공급되는 고온가열매체배관(220)과, 상기 변환수단몸체(210)에서 액상유체와 열 교환된 가열매체가 외부로 배출되는 저온가열매체배관(230) 및 상기 변환수단몸체(210)를 단열하도록 구비되는 단열수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단열수단은 상기 변환수단몸체(210)의 외주에 단열재로 이루어지는 제1단열수단(241) 또는 상기 변환수단몸체(210)의 외주를 진공상태를 유지하도록 진공수단으로 이루어지는 제2단열수단(242)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변환수단(200)은 상기 변환수단몸체(210)와 탈부착 가능하도록 구비되어, 상기 변환수단몸체(210)를 상기 탱크본체(100) 내부에 고정시키는 지지대(250)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탱크본체(100)는 개폐 가능하게 구비되는 유지보수개구부(110)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변환수단(200)은 상기 고온가열매체배관(220)으로 외부의 기체를 유입시킬 수 있는 배출기체배관(260)을 더 포함하며, 상기 배출기체배관(260)은 상기 고온가열매체배관(220)으로 유입되는 외부의 기체를 제어할 수 있는 배출기체제어밸브(261)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크는 탱크본체 내부에 저장된 액화천연가스 등의 액상유체를 탱크본체 내부에 구비되는 변환수단을 통해 천연가스 등의 기상유체로 변환하고, 변환된 기상유체를 송출수단을 통해 사용처로 송출함으로써, 액화천연가스의 초저온취성 유발을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크는 액상유체를 배출 또는 제어하기 위한 제어수단이 필요하지 않으므로, 공간 활용성이 뛰어날 뿐만 아니라, 제조비용 및 제조시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크는 탱크본체 내부에 구비되는 변환수단을 통해 탱크본체 내부에 저장된 액상유체가 영향을 받지 않도록 구성함으로써, 액화천연가스 등의 액상유체의 변환을 방지함과 함께, 이를 액상으로 유지하기 위한 에너지 소모를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 유체탱크를 나타낸 도면
도 2는 종래의 유체탱크를 나타낸 또 다른 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 또 다른 도면
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 또 다른 도면
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 또 다른 도면
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 또 다른 도면이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)는 저장된 액상유체를 기상유체로 변환하고, 기상유체를 사용처로 송출하기 위한 구성으로서, 크게 탱크본체(100), 변환수단(200) 및 송출수단(400)을 포함하여 이루어진다.
탱크본체(100)는 액상유체가 저장되는 구성으로, 이때 탱크본체(100)에 저장되는 액상유체는 액화천연가스(LNG)일 수 있으며, 이를 위해 탱크본체(100)는 액화천연가스를 저장하기 위한 초저온을 유지할 수 있어야 한다.
물론, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)의 탱크본체(100)는 액화천연가스 외에 초저온을 유지하며 저장되어야 할 다양한 액상유체가 저장 가능함은 물론이다.
아울러, 탱크본체(100)는 액상유체가 공급되어 저장되기 위한 유입부(미도시)를 포함할 수 있으며, 어떠한 선택되는 목적에 의해 액상유체를 탱크본체(100) 내부로부터 배출시키기 위한 배출부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때 유입부는 노즐로 구성되어 스프레이 방식으로 탱크본체(100) 내부로 액상유체를 공급하거나, 그 외 다양한 실시예가 가능하며, 공지된 기술로서 상세한 설명은 생략한다.
변환수단(200)은 탱크본체(100) 내부에 구비되되, 외부로부터 공급되는 가열매체를 이용하여 액상유체와 열 교환시킴으로써, 액상유체의 가열을 통해 기상유체를 형성하는 구성이다.
이때, 변환수단(200)은 액상유체를 가열하여 기상유체로 변환시키기 위한 증발기로 이루어지는 것이 바람직하나, 액상유체를 가열하여 기상유체로 변환시킬 수 있는 다른 다양한 수단으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
증발기로 이루어지는 변환수단(200)에서의 가열매체는 전기에너지의 공급을 통해 액상유체를 가열하는 수단일 수 있으나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)에서의 가열매체는 기상의 가열매체수단 또는 액상의 가열매체수단으로 이루어지고, 이를 통해 액상유체와 열 교환시킴으로써, 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체를 가열하여 기상유체로 형성하는 것이 바람직하다.
송출수단(400)은 탱크본체(100) 내부의 액상유체를 변환수단(200)으로 공급하여, 액상유체의 가열을 통해 기상유체로 변환시키고, 기상유체를 기상유체배관(300)을 통해 외부의 사용처(엔진 등)로 송출하도록 구비된다.
이때, 송출수단(400)은 액상유체를 변환수단(200)으로 공급하고, 변환수단(200)에서 변환된 기상유체를 기상유체배관(300)을 통해 외부의 사용처로 공급할 수 있는 펌프로 이루어질 수 있다.
송출수단(400)의 다른 수단으로는 액상유체를 가열하여 탱크본체(100) 내부를 가압시켜 외부로 송출할 수 있는 가열식 가압 장치로 이루어질 수 있는 등 액상유체를 변환수단(200)으로 공급하고, 변환수단(200)에서 변환된 기상유체를 기상유체배관(300)을 통해 외부의 사용처로 송출할 수 있다면, 다양한 실시예가 가능하다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)는 초저온의 액상유체를 탱크본체(100) 내부에 구비된 변환수단(200)을 통해 기상유체로 탱크본체(100) 내부에서 변환시키고, 이를 기상유체배관(300)을 통해 사용처로 송출할 수 있음으로써, 액상 상태에서의 유체가 탱크본체(100) 외부로 유동하지 않으므로, 액상에 의한 초저온취성 유발을 삭제할 수 있다.
또한, 액상유체를 기상유체로 변환시키기 위한 변환수단(200)이 탱크본체(100) 내부에 위치하므로, 탱크본체(100) 외부에서 기상유체로 변환시키기 위한 변환수단(200)을 구비하지 않으므로, 이를 구비하기 위한 공간을 절약할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 액상유체를 탱크본체(100) 내부에 구비된 변환수단(200)을 통해 기상유체로 변환하므로, 탱크본체(100) 외부에서 기상유체를 사용처로 공급하기 위해 액상유체를 기상유체로 변환하는 외부변환수단(증발기)을 구비하지 않아도 되며, 액상유체의 유동을 제어하기 위한 밸브 등과, 밸브의 제어를 위한 액상유체의 측정장치 등을 삭제할 수 있어, 유체탱크(1000)의 제조비용 및 제조시간뿐만 아니라, 공간활용성이 뛰어난 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)는 상술된 바와 같이, 변환수단(200)과 송출수단(400)의 동작을 이용하여 기상유체배관(300)을 통해 사용처로 기상유체를 공급하며, 기상유체배관(300)은 사용처로 송출되는 기상유체를 제어하기 위한 기상유체배관제어밸브(310)를 포함할 수 있다.
기상유체배관제어밸브(310)는 기상유체배관(300)을 유동하는 기상유체를 제어할 수 있다면, 다양한 제어밸브 수단으로 이루어질 수 있으므로, 한정하지 않으며, 기상유체제어밸브(310)는 기상유체의 유동 제어와 더불어, 기상유체의 유동량 등을 측정할 수 있는 센서 등이 더 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)는 탱크본체(100)의 내부의 압력을 제어할 수 있는 압력제어부(500)를 더 포함할 수 있으며, 압력제어부(500)는 탱크본체(100)의 압력을 감압하기 위한 탱크감압밸브(510) 및 탱크안전밸브(520)로 이루어질 수 있다.
탱크감압밸브(510)와 탱크안전밸브(520)를 포함하는 압력제어부(500)는 탱크본체(100) 내부의 압력을 제어할 수 있도록 탱크본체(100) 내부의 기상유체를 배출부로 배출시킬 수 있다.
<제2 실시예>
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 또 다른 도면이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)의 변환수단(200)은 공급되는 액상유체와 가열매체를 열 교환시켜 기상유체로 변화시키는 변환수단몸체(210)와, 외부로부터 변환수단몸체(210)로 가열매체가 공급되는 고온가열매체배관(220)과, 변환수단몸체(210)에서 액상유체와 열 교환된 가열매체가 외부로 배출되는 저온가열매체배관(230) 및 상기 변환수단몸체(210) 외부에 감싸도록 형성되어 변환수단몸체(210)와 탱크본체(100) 내부를 단열하도록 구비되는 단열수단을 포함하여 이루어진다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 변환수단몸체(210)는 증발기로 이루어질 수 있으며, 고온가열매체배관(220)을 통해 공급되는 가열매체를 통해 액상유체와 열 교환시킴으로써, 액상유체를 기상유체로 변환시키며, 액상유체와의 열 교환을 통해 상대적으로 저온으로 변환된 가열매체는 저온가열매체배관(230)을 통해 외부로 배출시킨다.
이때, 고온가열매체배관(220)과 저온가열매체배관(230)은 가열매체가 변환수단몸체(210)로 유입되거나 변환되되, 각각 독립적으로 구비될 수 있으며, 이와 달리, 하나의 가열매체 순환시스템을 이루어 저온가열매체배관(230)을 통해 배출된 가열매체를 가열하여 고온가열매체배관(220)으로 유동시킬 수 있으므로, 한정하지 않는다.
아울러, 고온가열매체배관(220)은 가열매체의 공급을 제어하는 고온가열매체제어밸브(221)를 더 포함할 수 있다.
상술된 바와 같이, 변환수단몸체(210)는 탱크본체(100) 내부에 위치되며, 가열매체의 유입에 따라 온도가 상승되므로, 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체로의 영향을 최소화하도록 단열수단을 구비할 수 있다.
단열수단의 실시예로는 도 5에 도시된 바와 같이, 단열재로 이루어지는 제1단열수단(241)일 수 있다.
제1단열수단(241)은 단열재로 이루어짐으로써, 변화수단몸체(210)에서의 가열매체에 의한 열에너지가 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 제1단열수단(241)은 이루는 단열재는 변환수단몸체(210)에서의 열에너지가 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체로 전달되는 것을 방지할 수 있다면, 다양한 단열재로 이루어질 수 있음은 물론이다.
단열수단(240)의 다른 실시예로는 도 6에 도시된 바와 같이, 변환수단몸체(210)의 외주면을 진공으로 형성할 수 있는 진공수단으로 이루어지는 제2단열수단(242)일 수 있다.
제2단열수단(242)은 진공수단으로 이루어져 변환수단몸체(210) 외주를 진공상태로 유지하도록 함으로써, 변환수단몸체(210)에서의 가열매체에 의한 열에너지가 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
제2단열수단(242)을 이루는 진공수단은 진공챔버, 진공단열외피 등 다양한 수단으로 구성 가능함은 물론이다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)는 제1단열수단(241) 또는 제2단열수단(242)으로 이루어지는 단열수단을 포함함으로써, 변환수단몸체(210)에서의 가열매체에 의해 발생한 열에너지를 액상유체로 전달되는 것을 방지하여 액상유체가 처저온을 유지하도록 하여 기상으로 변환되는 것을 방지함과 함께, 유체를 액상상태로 유지하기 위한 에너지 손실을 최소화할 수 있다.
아울러, 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)의 변환수단(200)은 변환수단몸체(210)를 탱크본체(100) 내부에 지지하도록 구비되는 지지대(250)를 더 포함할 수 있다.
지지대(250)의 형상은 한정하지 않으나, 변환수단몸체(210)의 탱크본체(100) 내에서의 위치 고정이 용이할 뿐만 아니라, 유지보수를 위해 변환수단몸체(210)와의 탈부착이 용이하도록 형성하는 것이 바람직하다.
아울러, 탱크본체(100)는 증발기 등으로 이루어지는 변환수단몸체(210)의 유지보수를 위해 지지대(250)로부터 탈착시키고, 이의 보수 또는 교체를 위한 유지보수개구부(110)를 포함하여 이루어진다.
유지보수개구부(110)는 개폐 가능하게 형성됨으로써, 개방에 의해 변환수단(200)을 외부로 이동시킬 수 있으므로, 변환수단(200)의 유지보수 또는 교체를 용이하게 할 수 있도록 한다.
유지보수개구부(110)의 형상은 한정하지 않으나, 변환수단(200)의 탱크본체(100) 내부로의 삽입 및 인출이 용이하도록 변환수단(200)의 크기보다는 크게 개방되어야 함은 물론이며, 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체 또는 기상유체의 누출을 방지할 수 있는 구조로 형성되어야 함은 물론이다.
<제3 실시예>
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크 를 나타낸 또 다른 도면이다.
도 7과 도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)의 변환수단(200)은 고온가열매체배관(220)으로 외부의 기체를 유입시킬 수 있는 배출기체배관(260)을 더 포함한다.
즉, 사용처로 기상유체를 송출하지 않고 유체탱크의 동작을 멈출 경우, 변환수단(200)에는 가열매체가 잔존하게 되므로, 탱크본체(100) 내부에 저장된 액상유체로의 영향을 최소화하기 위해서는 가열매체를 제거해야 한다.
이를 위해, 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)의 변환수단(200)은 외부의 기체를 고온가열매체배관(220)으로 공급할 수 있는 배출기체배관(260)을 포함함으로써, 외부에서 공급되는 기체를 통해 가열매체를 저온가열매체배관(230)을 통해 외부로 배출시킴으로써, 가열매체에 의한 액상유체로의 영향을 최소화할 수 있다.
아울러, 배출기체배관(260)은 고온가열매체배관(220)으로 유입되는 외부의 기체를 제어할 수 있는 배출기체제어밸브(261)를 더 포함한다.
즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 증발기를 가진 유체탱크(1000)는 동작 시에는 배출기체제어밸브(261)를 잠그어 외부의 기체가 고온가열매체배관(220)으로 유입되는 것을 방지하며, 유체탱크(1000)의 동작이 멈추게 되면 외부의 기체를 고온가열매체배관(220)으로 유동시켜 저온가열매체배관(230)을 통해 가열매체와 함께 배출되도록 함으로서, 변환수단몸체(210) 내부에 잔존하는 가열매체를 신속하게 제거하여 액상유체로의 영향을 최소화할 수 있다
[부호의 설명]
1000 : 내부 증발기를 가지는 유체탱크
100 : 탱크본체
200 : 변환수단
210 : 변환수단몸체
220 : 고온가열매체배관
221 : 고온가열매체제어밸브
230 : 저온가열매체배관
241 : 제1단열수단
242 : 제2단열수단
250 : 지지대
260 : 배출기체배관
261 : 배출기체제어밸브
300 : 기상유체배관
310 : 기상유체배관제어밸브
400 : 송출수단
500 : 압력제어부
510 : 탱크감압밸브
520 : 탱크안전밸브

Claims (8)

  1. 액상유체가 저장되는 탱크본체(100);
    상기 탱크본체(100) 내부에 구비되어 액상유체가 공급되며, 외부로부터 공급되는 가열매체를 액상유체와 열 교환시켜 액상유체를 기상유체로 변환시키는 변환수단(200); 및
    상기 탱크본체(100) 내부의 액상유체를 상기 변환수단(200)으로 공급시키고, 상기 변환수단(200)에서 변환된 기상유체를 기상유체배관(300)을 통해 외부의 사용처로 송출하도록 구비되는 송출수단(400);을 포함하는, 내부 증발기를 가진 유체탱크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기체유체배관(300)은
    사용처로 유동하는 기상유체를 제어 가능한 기상유체배관제어밸브(310)를 포함하는, 내부 증발기를 가진 유체탱크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유체탱크(1000)는
    상기 탱크본체(100) 내부의 압력을 제어할 수 있는 탱크감압밸브(510) 및 탱크안전밸브(520)를 포함하는 압력제어부(500)를 더 포함하는, 내부 증발기를 가진 유체탱크.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 변환수단(200)은
    가열매체를 공급받아 액상유체를 기상유체로 변환시키는 변환수단몸체(210)와,
    외부로부터 상기 변환수단몸체(210)로 가열매체가 공급되는 고온가열매체배관(220)과,
    상기 변환수단몸체(210)에서 액상유체와 열 교환된 가열매체가 외부로 배출되는 저온가열매체배관(230) 및
    상기 변환수단몸체(210)를 단열하도록 구비되는 단열수단을 포함하는, 내부 증발기를 가진 유체탱크.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 단열수단은
    상기 변환수단몸체(210)의 외주에 단열재로 이루어지는 제1단열수단(241) 또는 상기 변환수단몸체(210)의 외주를 진공상태를 유지하도록 진공수단으로 이루어지는 제2단열수단(242)인, 내부 증발기를 가진 유체탱크.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 변환수단(200)은
    상기 변환수단몸체(210)와 탈부착 가능하도록 구비되어, 상기 변환수단몸체(210)를 상기 탱크본체(100) 내부에 고정시키는 지지대(250)를 더 포함하는, 내부 증발기를 가진 유체탱크.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 탱크본체(100)는
    개폐 가능하게 구비되는 유지보수개구부(110)를 포함하는, 내부 증발기를 가진 유체탱크.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 변환수단(200)은
    상기 고온가열매체배관(220)으로 외부의 기체를 유입시킬 수 있는 배출기체배관(260)을 더 포함하며,
    상기 배출기체배관(260)은 상기 고온가열매체배관(220)으로 유입되는 외부의 기체를 제어할 수 있는 배출기체제어밸브(261)를 포함하는, 내부 증발기를 가진 유체탱크.
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