A Study on the Method for Releasing the Internal Pressure of the Propane Cylinder caused by Liquid Expansion

Liquefied petroleum gas can be charged up to 85% of cylinder volume by enforcement regulations of safety control and business of liquefied petroleum gas act. The charged mass by enforcement regulations is considered by liquid expansion of internal liquefied petroleum gas at $65^{\circ}C$. But the temperature of liquid would not be suspended under $65^{\circ}C$ in a cylinder or portable vessel at certain situation. In the thermodynamics view point, the cylinder can be exposed to high pressure by liquid expansion. Consequently, it can be possible to potential risk such as physical explosion. Hence, this paper will offer a method of estimated internal pressure by liquid expansion at critical state in the closed system. Also, the structural factor which is given rise to volume increasement of cylinder is offered by experiment. This paper is expected as crucial reference for a cylinder design of liquefied petroleum gas.

액팽창을 고려한 프로판용기의 내압 해소방안에 대한 연구

현행 액화석유가스의 안전관리 및 사업법의 시행규칙에 의거하면 액화 가스는 용기 체적의 85%까지 충전하도록 되어있다. 이에 상당하는 충전량은 $65^{\circ}C$를 기준으로 내부에 액체의 열팽창을 고려한 수치이다. 하지만 소형 또는 이동이 용이한 용기가 특정 상황에서는 용기 내부 액체의 온도가 $65^{\circ}C$ 미만을 유지한다고 단정 지을 수 없다. 열역학적 관점에서 액 팽창은 용기 재료의 강성만으로 제어하기 어려운 요소이며, 결국 파열 등의 사고를 유발 할 수 있는 잠재적인 위험 요인이 된다. 따라서 본 논문에서는 밀폐계에서 임계상태 액체 프로판의 열 팽창량을 추정하는 방법과 추정 된 결과를 제시 할 것이며, 내압 변화에 따른 용기의 체적 증가를 유도하는 구조적 요소를 실험적으로 제안할 것이다. 본 논문을 통해 제시된 결과는 향후 액화가스의 압력용기 설계에 있어 중요한 기초 자료가 될 것으로 사료된다.