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비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치

  • 기술번호 : KST2015196333
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 기상(vapor) 이산화탄소를 가압 및 냉각 또는 가열하여 고압의 과냉액상(subcooled liquid), 기상(vapor), 이상(two-phase) 그리고 초임계(supercritical) 상태로 만든 후 이산화탄소 해양지중저장기술 중 하나인 파이프라인을 이용하여 이산화탄소 혼합물을 수송하는 공정을 모사한 실험장치로서, 압축공기 유량계, 전기식 미세유량조절밸브, 그리고 비례미분적분 제어기를 종속제어 방식으로 적용하여 실험부의 압력조건을 미세하게 조절하고 이를 일정하게 유지함으로써 실험 시 재현성 있는 유량 값을 획득하는 데 크게 기여할 수 있는 실험장치를 제공한다. 이를 이용하여 이산화탄소 수송공정의 관련 데이터를 축적하고, 이를 기반으로 공정의 안정성을 해석하여 고효율을 확보할 수 있다. 이산화탄소 해양지중저장기술이란 제철소, 발전소, 등과 같은 대량 이산화탄소 발생원(point source)으로부터 포집 및 분리된 이산화탄소를 유·가스전이나 염대수층 등과 같은 해양 지중의 안전한 퇴적층에 대량 저장시키는 기술을 의미한다.
Int. CL F17D 1/20 (2006.01) G01M 99/00 (2011.01) B65G 5/00 (2006.01)
CPC G01M 99/00(2013.01) G01M 99/00(2013.01) G01M 99/00(2013.01) G01M 99/00(2013.01) G01M 99/00(2013.01)
출원번호/일자 1020110142706 (2011.12.26)
출원인 한국해양과학기술원
등록번호/일자 10-1247897-0000 (2013.03.20)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20130326) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2011.12.26)
심사청구항수 19

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국해양과학기술원 대한민국 부산광역시 영도구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 허철 대한민국 대전광역시 서구
2 조맹익 대한민국 대전광역시 중구
3 강성길 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 신동기 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로**길 **, *층 (대치동,세풍빌딩)(동천특허)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국해양과학기술원 부산광역시 영도구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2011.12.26 수리 (Accepted) 1-1-2011-1035556-78
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2012.07.26 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2012.09.03 수리 (Accepted) 9-1-2012-0069640-11
4 [출원인변경]권리관계변경신고서
[Change of Applicant] Report on Change of Proprietary Status		 2012.12.20 수리 (Accepted) 1-1-2012-1061715-20
5 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)		 2013.01.16 불수리 (Non-acceptance) 1-1-2013-0043669-17
6 서류반려이유통지서
Notice of Reason for Return of Document		 2013.01.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2013-0007006-16
7 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)		 2013.01.23 수리 (Accepted) 1-1-2013-0063993-53
8 서류반려통지서
Notice for Return of Document		 2013.02.14 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2013-0016992-10
9 등록결정서
Decision to grant		 2013.03.18 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0178111-21
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.07.11 수리 (Accepted) 4-1-2014-5084020-12
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.06.28 수리 (Accepted) 4-1-2017-0034176-95
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.01.23 수리 (Accepted) 4-1-2018-5013167-10
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.07.10 수리 (Accepted) 4-1-2018-5131202-66
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.02.25 수리 (Accepted) 4-1-2020-5042665-74
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.10.20 수리 (Accepted) 4-1-2020-5235797-63
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
액체 이산화탄소 저장조(1)에서 공급된 액상의 이산화탄소를 대기와 열교환시켜 기상의 이산화탄소로 바꾸어 주는 제 1 증발기(2); 상기 제 1 증발기(2)를 통과한 기상의 이산화탄소를 고압으로 압축하는 제 1 왕복동식 고압용 압축기(3); 상기 제 1 왕복동식 고압용 압축기(3)로부터 토출된 고압의 기상 이산화탄소의 압력 맥동을 줄여주는 제 1 축압기(4); 상기 제 1 왕복동식 고압용 압축기(3)의 구동용 압축공기의 유량을 측정하여 그 측정된 값을 제 1 비례미분적분 제어기(43)로 전달하는 제 1 압축공기 유량계(41); 상기 제 1 압축공기 유량계(41)의 유량 측정값을 자체의 압축공기 유량 설정값과 비교한 후, 측정값이 설정값보다 낮을 경우에는 제 1 전기식 미세유량조절밸브(42)에 신호를 보내 상기 제 1 전기식 미세유량조절밸브(42)가 더 열려 유량이 높아질 수 있도록 하고, 측정값이 설정값보다 높을 경우에는 상기 제 1 전기식 미세유량조절밸브(42)에 신호를 보내 상기 제 1 전기식 미세유량조절밸브(42)가 더 닫혀 유량이 낮아질 수 있도록 하는 제 1 비례미분적분 제어기(43); 상기 제 1 축압기(4) 내부의 압력을 측정하는 압력계에서 신호를 받아, 자체에 설정된 압력보다 상기 제 1 축압기(4) 내부의 압력이 낮을 경우에는 상기 제 1 비례미분적분 제어기(43)의 압축공기 유량 설정값을 높이는 신호를 보내고, 자체에 설정된 압력보다 상기 제 1 축압기(4) 내부의 압력이 높을 경우에는 상기 제 1 비례미분적분 제어기(43)의 압축공기 유량 설정값을 낮추는 신호를 보냄으로써, 상기 제 1 비례미분적분 제어기(43)의 압축공기 유량 설정값을 조절하는 제 2 비례미분적분 제어기(44); 상기 제 1 축압기(4)를 통과한 고압의 기상 이산화탄소를 실험에 필요한 압력으로 감압시키는 제 1 압력조절기(5); 상기 제 1 압력조절기(5)를 통과하면서 실험에 필요한 압력으로 감압된 이산화탄소를 액상으로 변화시키는 고압 열교환기(6); 상기 고압 열교환기(6)를 통과한 액상의 고압 이산화탄소를 수용하는 한편 액상으로 들어온 이산화탄소가 증발하여 기상으로 변하지 않도록 하는 수액기(7); 상기 수액기(7)를 통과한 액상의 이산화탄소의 유동 면적을 조절하면서 유동저항을 부여하고 그에 따라 실험부(23)로 공급되는 이산화탄소의 유량을 조절하는 제 2 전기식 미세유량조절밸브(45); 상기 제 2 전기식 미세유량조절밸브(45)를 통과한 액상의 이산화탄소를 수용하는 한편 별도의 물 공급부로부터 물을 공급받아 하이드레이트 반응실험을 수행하는 반응기(11); 상기 반응기(11)를 통과한 이산화탄소 유동과 기상의 불순물 유동이 실험부(23) 직전에 만나서 섞이도록 기상의 불순물을 바이패스(by-pass)형으로 유동시키는 불순물 유동부 및; 수평관 형식으로, 외부 환경 조건에 맞게 모사되며 이 때의 이산화탄소 혼합물의 각종 상태 변화를 측정하는 실험부(23); 를 포함하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
2 2
제 1 항에 있어서, 상기 수액기(7)를 통과한 액상의 이산화탄소의 유량 측정값을 자체의 유량 설정값과 비교한 후, 측정값이 설정값보다 낮을 경우에는 상기 제 2 전기식 미세유량조절밸브(45)에 신호를 보내 상기 제 2 전기식 미세유량조절밸브(45)가 더 열려 유량이 높아질 수 있도록 하고, 측정값이 설정값보다 높을 경우에는 상기 제 2 전기식 미세유량조절밸브(45)에 신호를 보내 상기 제 2 전기식 미세유량조절밸브(45)가 더 닫혀 유량이 낮아질 수 있도록 하는 제 3 비례미분적분 제어기(46); 를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
3 3
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 왕복동식 고압용 압축기(3)는 300 bar 이상의 토출압력을 구비하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
4 4
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 축압기(4)의 댐퍼의 용량은 상기 제 1 왕복동식 고압용 압축기(3)의 실린더 내용적보다 10배 이상 크게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
5 5
제 1 항에 있어서, 상기 고압 열교환기(6)는 내측관 내부로는 기상의 이산화탄소가 흐르고 내측관을 감싸는 외측관 내부와 내측관 외부 사이로는 이산화탄소보다 온도가 낮은 냉각수가 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
6 6
제 1 항에 있어서, 상기 수액기(7)는 상기 제 1 왕복동식 고압용 압축기(3)의 토출압력에 대응할 수 있도록 300 bar 이상의 최대작동압력을 확보하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
7 7
제 1 항에 있어서, 상기 수액기(7)는 냉각수가 흐를 수 있는 쿨링자켓(cooling jacket)을 구비하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
8 8
제 1 항에 있어서, 상기 물 공급부는, 고압의 물을 공급하는 고압 액체펌프(12); 상기 고압 액체펌프(12)를 지난 고압의 물의 유량을 실시간으로 측정하는 제 2 질량유량계(13); 상기 제 2 질량유량계(13) 후단에 장착되어 물의 유량을 조절하는 제 2 유량조절밸브(14) 및; 상기 제 2 유량조절밸브(14) 후단에 장착되어 하이드레이트 반응실험 시에는 물을 상기 반응기(11) 내부로 공급하고 하이드레이트 반응실험이 없을 시에는 액상 이산화탄소만이 상기 반응기(11) 내부를 통과하도록 하는 밸브(15); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
9 9
제 1 항에 있어서, 상기 불순물 유동부는, 불순물 저장조(16)에서 공급된 액상의 불순물을 대기와 열교환시켜 기상의 불순물로 바꾸어 주는 제 2 증발기(17); 상기 제 2 증발기(17)를 통과한 기상의 불순물을 고압으로 압축하는 제 2 왕복동식 고압용 압축기(18); 상기 제 2 왕복동식 고압용 압축기(18)로부터 토출된 고압의 기상 불순물의 압력 맥동을 줄여주는 제 2 축압기(19); 상기 제 2 축압기(19)를 통과한 기상의 불순물을 실험조건에 맞는 압력으로 감압시키는 제 2 압력조절기(20); 상기 제 2 압력조절기(20)를 통과하면서 감압된 기상의 불순물의 실시간 유량을 측정하는 제 3 질량유량계(21) 및; 상기 제 3 질량유량계(21)를 통과한 기상의 불순물의 유량을 실험조건에 맞추어 조절하는 제 4 전기식 미세유량조절밸브(51); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
10 10
제 9 항에 있어서, 상기 제 2 왕복동식 고압용 압축기(18)로 공급되는 기상 불순물의 유량을 측정하여 그 측정된 값을 제 4 비례미분적분 제어기(49)로 전달하는 제 2 압축공기 유량계(47); 상기 제 2 압축공기 유량계(47)의 유량 측정값을 자체의 유량 설정값과 비교한 후, 측정값이 설정값보다 낮을 경우에는 제 3 전기식 미세유량조절밸브(48)에 신호를 보내 상기 제 3 전기식 미세유량조절밸브(48)가 더 열려 유량이 높아질 수 있도록 하고, 측정값이 설정값보다 높을 경우에는 상기 제 3 전기식 미세유량조절밸브(48)에 신호를 보내 상기 제 3 전기식 미세유량조절밸브(48)가 더 닫혀 유량이 낮아질 수 있도록 하는 제 4 비례미분적분 제어기(49) 및; 상기 제 2 축압기(19) 내부의 압력을 측정하는 압력계에서 신호를 받아, 자체에 설정된 압력보다 상기 제 2 축압기(19) 내부의 압력이 낮을 경우에는 상기 제 4 비례미분적분 제어기(49)의 유량 설정값을 높이는 신호를 보내고, 자체에 설정된 압력보다 상기 제 2 축압기(19) 내부의 압력이 높을 경우에는 상기 제 4 비례미분적분 제어기(49)의 유량 설정값을 낮추는 신호를 보냄으로써, 상기 제 4 비례미분적분 제어기(49)의 설정값을 조절하는 제 5 비례미분적분 제어기(50); 를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
11 11
제 9 항에 있어서, 상기 제 3 질량유량계(21)의 유량 측정값을 자체의 유량 설정값과 비교한 후, 측정값이 설정값보다 낮을 경우에는 상기 제 4 전기식 미세유량조절밸브(51)에 신호를 보내 상기 제 4 전기식 미세유량조절밸브(51)가 더 열려 유량이 높아질 수 있도록 하고, 측정값이 설정값보다 높을 경우에는 상기 제 4 전기식 미세유량조절밸브(51)에 신호를 보내 상기 제 4 전기식 미세유량조절밸브(51)가 더 닫혀 유량이 낮아질 수 있도록 하는 제 6 비례미분적분 제어기(52); 를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
12 12
제 1 항에 있어서, 상기 실험부(23)의 입출구에 장착되어 입출구의 압력 및 상기 실험부(23)에 걸리는 차압을 측정하는 압력계(24)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
13 13
제 1 항에 있어서, 상기 실험부(23)의 입출구에 장착되어 입출구의 온도를 측정하는 온도측정 센서(25)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
14 14
제 1 항에 있어서, 상기 실험부(23)의 외부에는 냉각수 또는 가열수가 흐를 수 있는 이중관 형식의 통로가 설치되는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
15 15
제 1 항에 있어서, 상기 실험부(23)의 하류에 상기 실험부(23)를 통과한 이산화탄소 혼합물의 상태 변화를 관측할 수 있도록 하는 출구 뷰셀을 설치하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
16 16
제 1 항에 있어서, 상기 실험부(23)를 통과한 이산화탄소 혼합물이 직접 대기에 분출되지 않도록 밀폐 공간 내에 수용하는 저압 저장조(29)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
17 17
제 16 항에 있어서, 상기 실험부(23) 및 상기 저압 저장조(29) 사이에 이산화탄소 혼합물의 유량을 조절하는 제 4 유량조절밸브(28)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
18 18
제 16 항에 있어서, 상기 저압 저장조(29)는 10~30 bar 사이의 압력을 유지하여 대기압과의 압력차이가 상기 실험부(23)의 경우보다 상대적으로 작게 되도록 유지하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
19 19
제 16 항에 있어서, 상기 저압 저장조(29)의 후단에 장착되어 상기 저압 저장조 내부의 압력을 일정하게 유지시키는 배압조절기(30)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비례미분적분 제어방식을 적용한 압력 및 유량 자동제어 가능 이산화탄소 해양지중저장 파이프라인 수송공정 안전해석 실험장치
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1 국토해양부 한국해양연구원 해양환경 기술개발 CO2 해양지중저장 기술개발