가스 응축 방법(GAS CONDENSING METHOD)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51)Int. Cl.6
F25J 1/02
F17C 11/00
(11) 공개번호 특2000-0010760
(43) 공개일자 2000년02월25일
(21) 출원번호 10-1998-0708879
(22) 출원일자 1998년10월30일
번역문제출일자 1998년10월30일
(86) 국제출원번호 PCT/NO1997/00117 (87) 국제공개번호 WO 1997/42455
(86) 국제출원출원일자 1997년05월06일 (87) 국제공개일자 1997년11월13일
(81) 지정국 AP ARIPO특허 : 케냐 레소토 말라위 수단 스와질랜드
EA 유라시아특허 : 아르메니아 아제르바이잔 벨라루스
EP 유럽특허 : 오스트리아 벨기에 스위스 리히텐슈타인 독일 덴마크
스페인 프랑스 영국 그리스 이탈리아 룩셈부르크 모나코 네덜란드
포르투칼 오스트리아 스위스 리히텐슈타인 독일 덴마크 스페인 핀랜
드 영국
국내특허 : 아일랜드 알바니아 오스트레일리아 보스니아-헤르체고비나
바베이도스 불가리아 브라질 캐나다 중국 쿠바 체크 에스토니아 그
루지야 헝가리 이스라엘 아이슬란드 일본
(30) 우선권주장 961824 1996년05월06일 노르웨이(NO)
(71) 출원인 크배르너 마리타임 에이.에스
노르웨이, 엔-1324 라이사커, 포스트박스 120
(72) 발명자 룸멜호프, 칼, 요르겐
노르웨이, 엔-1508 모스, 베버바켄 157
바케, 요룬드
노르웨이, 엔-1524 모스 스투르라스베이 2
(74) 대리인 박경재
심사청구 : 없음
(54) 가스 응축 방법
요약
본 발명은 몇 개의 분류물을 가진 가스 즉 급유하는 동안 유조선 탱크실의 가스 응축방법에 관한 것이다.
가스는 제 1 열교환기(4)로 공급되고 거기서 냉매에 의해 냉각된다. 응축된 가스 분류물과 응축되지 않
은 가스 분류물은 각각 제 1 열교환기(4)로 공급된다. 응축되지 않은 가스 분류물의 냉각 촉진을 위해,
이들 및 추가 가스는 탱크실에서 제 2 열교환기(30)로 각각 흐르게 되고, 여기서 응축되지 않은 분류물들
은 가스를 냉각하여 제 1 열교환기에서 응축되지 않은 가스 분류물의 온도보다 낮은 응축온도를 가진 가
스 분류물을 응축한다.
대표도
도1
명세서
본 발명은 청구항 1의 결어에 기술된 것과 같은 방법에 관한 것이다.
출원인은 이와같은 방법 자체가 일반적으로 공지되어 있다고 생각했으나, 유조선으로 오일을 운반하는 것
과 관련하여 특히, 유조선에 급유하는 동안 이와같은 방법의 채용 가능성을 찾았다. 이와같은 출원서의
경우, 이것은 새로운 것으로 간주될 수 있으나, 응축되지 않은 분류물(分溜物; fractions)은 제 1 열교환
기의 제 1 통로에서 대기로 직접 배출된다. 냉동 에너지(refrigerating energy)가 이들 분류 물의 냉각에
사용되어 왔기 때문에, 이들 분류물을 냉각하기 위해 채용된 에너지가 손실된다.
마찬가지로, 특히 위에서 언급한 출원서의 경우, 냉동 냉매를 제공하기 위해서, 그 자체가 공지된 냉각설
비는 응축하는 동안 산출되어야 하는 냉각 용량에 적합한 용량이 채용된다. 그러므로, 냉각설비는 비교
적 커야 하고 따라서 공간을 많이 차지하고 비싸다. 냉각설비가 오일을 급유하는 동안에만 사용되기 때
문에, 경제적인 이유로 냉각설비는 배가 항해중인 동안 정지된다. 냉각설비가 작동하지 않는 오랜 기간
에 비해 냉각설비의 짧은 작동시간은 불만족스런 사용에 기여하는 요소이다.
본 발명의 목적은 도입부에서 언급한 타입의 방법을 제공하는 것이고, 이에 의해 위에서 언급한 결점이
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방지될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 특징은 청구의 범위에 제시된 특징들에 나타난다.
본 발명은 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 장치를 도시한 개략 블록도인 도면을 참조하여 보다 상
세하게 설명될 것이다.
도면에 도시된 바와같이, 장치는 파이프(2)를 포함하고, 응축되어야 할 최소한 몇 개의 분류물을 함유하
는 가스가 파이프(2)를 통해 제 1 열교환기(4)로 이동된다. 제 1 열교환기(4)는 열교환기(4)의 하우징
(8)내에 있는 내부공간으로 구성되는 제 1 통로(6)와 내부공간에서 연장되는 파이프 등으로 구성되는 제
2 통로(10)를 포함한다.
냉매는 냉각설비(14)에서 공급파이프(12)를 통해 제 1 열교환기(4)의 제 2 통로(10)로 공급되고 귀환 파
이프(16)를 통해 냉각설비(14)로 다시 흐르게 된다. 냉각설비(14)는 냉동기(18)를 포함한다. 공급파이
프(12)는 냉동기(18)와 냉동냉매 저장탱크(20) 사이에 그리고 냉동냉매 저장탱크(20)와 제 1 교환기(4)
사이에 제공되고, 귀환 파이프(16)에는 제 1 열교환기(4)에서 냉각을 위해 사용된 고온냉매 귀환 탱크
(22)가 제공된다.
제 1 열교환기(4)에서 응축된 가스 분류물은 제 1 열교환기(4)에서 파이프(26)를 통해 수집 탱크(24)로
흐르게 된다.
제 1 열교환기(4)에서 응축되지 않은 가스 분류물들은 파이프(28)를 통해 제 2 열교환기(30)로 흐르게 된
다. 제 1 열교환기(4)처럼 제 2 열교환기(30)는 하우징(34)의 내부공간으로 구성되는 제 1 통로(32)와
내부공간에서 연장되는 파이프 등으로 구성되는 제 2 통로(36)를 갖는다.
파이프(28)는 제 2 열교환기(30)의 제 2 통로(36) 입구단부와 소통하고, 제 2 통로(36)의 출구단부(36)는
파이프(38)를 통해 대기와 통한다.
파이프(2)의 가스는 파이프(40)를 통해 제 2 열교환기(30)의 제 1 통로(32)로 공급될 수 있다. 파이프
(40)에는 전기적으로 작동되는 차단밸브(42)가 제공된다. 제 2 열교환기(30)의 제 2 통로(36)에서 파이
프(38)로 흐르는 유체의 온도는 온도센서(44)로 알 수 있고, 온도센서(44)는 차단밸브(42)의 작동을 위해
전기 케이블(46)을 통해 차단밸브(42)로 임펄스(impulse)를 전송한다. 온도센서의 온도가 가스 분류물들
중 어느 하나의 응축온도에 대응하는 미리 결정된 한계온도보다 낮을 경우, 밸브가 개방되고, 온도센서의
온도가 높을 경우 밸브가 차단된다.
제 2 열교환기(30)에서 응축된 가스는 제 1 통로(32)에서 파이프(48)를 통해 수집탱크(24)로 흐른다.
예로서, 유조선의 탱크에 오일을 급유하는 동안 다소의 오일이 증발한다. 이러한 증기(이하 가스로
칭함)가 탱크에서 대기밖으로 직접 흐르게 할 경우, 가스는 대기오염을 초래하고, 부가하여 유용한 오일
이 대기로 손실된다.
그러므로, 본 발명에 따른 방법으로 가스를 응축하려는 시도가 이루어졌다. 이러한 목적으로 가스는 파
이프(2)를 통해 제 1 열교환기(4)의 제 1 통로(6)로 공급되고, 여기서 가스의 다소 분류물이 응축되고 수
집탱크(24)로 흐른다. 그러나, 체류하는 냉매 분류물의 열 에너지가 냉매로 전달되고, 따라서 냉매가 가
열되기 시작하고 이들 분류물이 냉각된다.
그러나, 대기로 이들 분류물을 배출하는 것은 냉각설비에 이용된 에너지 낭비를 수반한다.
그러므로, 제 1 열교환기의 제 1 통로(6)에서 나오는 응축되지 않은 분류물은 제 2열교환기(30)의 제 2통
로(36)로 공급되고, 분류물은 제 2통로에서 대기로 배출된다. 그러나, 응축되지 않은 이들 분류물의 온
도가 파이프(2)에 있는 가스 분류물들 중 최소한 하나의 응축온도에 대응하는 한계 온도보다 낮을 경우,
응축되지 않은 분류물들은 응축될 수 있다. 따라서 온도가 이러한 한계온도 밑으로 떨어질 경우, 임펄스
가 차단밸브(42)를 개방하기 위해 온도 센서(44)에서 전송되고, 그 후 가스는 파이프(40)를 통해 제 2 열
교환기의 제 1 통로(32)로 유동한다.
이것에 의해 제 2 열교환기(30)로 공급되고 거기서 응축되는 가스 분류물 또는 분류물들은 파이프(48)를
통해 수집탱크(24)로 흐르게 된다. 따라서 공급된 냉매의 사용이 최적화된다.
오일 급유가 배의 작동시간 중 작은 부분을 구성하기 때문에, 급유하는 동안에만 사용하는 냉각설비는 항
해중에 짧은 기간동안 제 1 장소에 사용된다. 부가하여 냉각설비의 냉동기(18)는 오일을 급유하는 동안
위에서 설명한 응축 중에 필요한 용량 즉 냉매가 가스를 제거하는 열량에 대응하는 냉매로 단위 시간당
열량을 제거할 수 있는 용량과 같은 용량을 가질 경우, 제 2 위치에서 냉동기(18)는 오직 급유중에 채용
될 필요가 있는 반면, 많은 부분 항해중에 냉동기가 정지하게 되고, 이것은 비경제적이다.
그러므로 냉각설비(14)는 급유중에 가스 응축에 필요한 양의 냉매를 저장할 수 있을 만큼 큰 용량을 가진
저장탱크(20)를 포함한다. 귀환 탱크(22)도 동일한 용량을 갖는다. 그러나, 냉동기(18)는 전체 항해중
에 계속해서 작동할 수 있을 만큼의 작은 용량을 갖지만, 그럼에도 불구하고 저장용량은 급유를 수행하며
응축중에 소비되는 최소량의 냉각유체로 급유전에 저장탱크를 채울 수 있을 만큼 크다.
그러므로 냉동기(18)는 매우 작고, 그 결과 생산, 작동 및 유지비가 절감된다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
가스는 제 1 열교환기(4)의 제 1 통로(6)로 공급되고, 제 1 통로에서 가스는 냉동기(18)를 가진 냉각설비
(14)에서 제 1 열교환기의 제 2통로(10)로 공급되는 냉동 냉매에 의해 냉각되고, 그 후 응축가스 분류물
과 응축되지 않은 가스 분류물이 제 1 열교환기(4)로 각각 공급되고, 응축 분류물들은 수집용기(24)로 공
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급되는 몇 개의 분류물들을 가진 가스 응축 방법에 있어서,
제 2 열교환기(30)의 제 1 통로(32)로 가스를 공급하고 제 1 열교환기(4)에서 제 2 열교환기(30)의 제 2
통로(36)로 응축되지 않은 분류물들을 공급하므로서, 제 2 열교환기(30)에서 응축되지 않은 가스 분류물
모두를 제거하고, 이것에 의해 열교환기(4)에서 공급된 응축되지 않은 분류물의 온도보다 더 높은 응축온
도를 가진 제 1 통로(32)의 가스 분류물은 제 2 열교환기(30)의 제 1 통로(32)에서 응축되고 마찬가지로
제 1 통로에서 제 1 수집용기(24)로 공급되는 것을 특징으로 하는 몇 개의 분류물들을 가진 가스 응축 방
법.
청구항 2
제 1 항에 있어서, 제 2열교환기(30)의 제 2통로(32)에서 제거되는 응축되지 않은 가스 분류물의 온도를
측정하므로서, 측정온도가 가스에 있는 다소 분류물들의 응축온도보다 낮을 경우에만 가스가 제 2열교환
기(30)의 제 1 통로(30)로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 몇 개의 분류물들을 가진 가스 응축 방법.
청구항 3
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 냉매는 열교환 목적으로 저장탱크(20)에서 제 1 열교환기(4)로 공급되고
제 1 열교환기에서 귀환 탱크(22)로 흐르게 되고, 냉매에 의해 열교환기에서 산출되는 냉각용량은 냉각기
의 냉각용량을 초과하는 것을 특징으로 하는 몇 개의 분류물들을 가진 가스 응축 방법.
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