KR100867074B1 - 가스 역화방지 및 역화제거 장치 - Google Patents

가스 역화방지 및 역화제거 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화석연료인 LPG, LNG, 아세틸렌 또는 브라운가스(Brown's Gas)를 가스토치 또는 가스절단기 팁(Tip) 등에 점화시켜 사용할 때에 분출속도가 연소속도 보다 작을 때 또는 외부의 충격에 의해 역화현상이 발생하는데, 역화 된 화염의 확산을 방지하는 역화방지 및 역화제거에 관한 것으로 상기 가스에 점화 된 화염이 역화 시 안전하게 화염의 확산을 방지하고 신속하고 안전하게 화염을 제거하기 위한 것으로 화염 역화방지기와 상기 가스를 자동으로 차단할 수 있는 센서와 다수의 솔레노이드 밸브와 에어컴프레셔를 갖추고 있고, 상기의 솔레노이드 밸브들과 에어컴프레셔를 프로그램화된 제어동작에 따라 조작하여 역화된 화염제거까지 자동으로 할 수 있는 역화제거 시스템을 제공하는 것을 특징으로 한다
역화방지기, 체크밸브, 안전변, 역화센서,　솔레노이드 밸브, 에어컴프레셔, 제어 박스(BOX)

Description

가스 역화방지 및 역화제거 장치{Gas back fire arresting and back fire removing apparatus}
도1는 본 발명의 실시예에 따른 가스 역화방지 및 역화제거 시스템의 구성도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 결합단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 역화방지기 12 : 역화방지기 몸체
14 : 가스유입구 몸체커버 16 : 가스유출구 몸체커버
18 : 제1 격막 20 : 제2 격막
22 : 제1 소결필터 24 : 제2 소결필터
32 : 제1 공간 34 : 제2 공간
36 : 제3공간 38 : 가스구멍
40 : 체크밸브 42 : 체크밸브 몸체
44 : 체크밸브 플란자 46 : 체크밸브 오링(O-Ring)
48 : 체크밸브 스프링
50 : 안전변 52 : 안전변 몸체
54 : 안전변 포트 56 : 안전변 스프링
58 : 안전변 분출구
70 : 역화센서 72 : 몸체
74 : 센서 76 : 센서고정가이드
78 : 유리 90 : 솔레노이드 밸브
92 : 에어공급용 솔레노이드 밸브
94 : 가스공급용 솔레노이드 밸브
96 : 가스배출용 솔레노이드 밸브
100 : 브라운가스(Brown's Gas) 발생기 또는 기타 가스 저장탱크
120 : 에어 컴프레셔 130 : 제어 박스(BOX)
132 : 녹색램프 134 : 적색램프
136 : 리셋 스위치
140 : 가스 토치 또는 가스 절단기 팁(Tip)
142 : 가스유입구 144 : 가스유출구
본 발명은 화석연료인 LPG, LNG, 아세틸렌 또는 브라운가스(Brown's Gas)를 연소원으로 사용하는 장치에 관한 것으로 가스토치 또는 가스절단기 팁(Tip) 등을 이용하여 상기 가스가 점화되고 이에 따라 가스가 토출될 때 역화된 화염의 확산을 방지하는 역화방지 및 역화 시 가스의 공급을 차단하고, 화염을 신속하고 안전하게 제거하고 화염제거 시스템에 관한 것이다.
현재 여러 산업분야에서 사용되고 있는 기존의 역화방지기는 LPG, LNG, 아세틸렌 등을 가스토치 또는 가스 절단기 팁(Tip)에 사용 시 뛰어난 안전성을 보장하지 못하여 종종 폭발에 의한 대형사고가 발생하고 있는 실정이다.
발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 점화된 상태로 화석연료인 LPG, LNG, 아세틸렌 또는 브라운가스(Brown's Gas)가 분출되는 가스토치 또는 가스절단기 팁(Tip) 등에서의 역화 된 화염을 2중 화염방지재를 통하여 1차적으로 화염의 확산을 방지하고, 2차적으로 역화된 화염제거 시스템을 제공하는 것으로써 기존 장치에서 단순히 역화 된 화염의 확산 방지만의 기능을 가진 것이 아니라, 역화 된 화염의 확산 방지 및 역화 된 화염을 보다 신속하고 안전하게 근본적으로 제거함으로써 상기 가스 공급장치를 보호하고, 특히 사용자의 안전을 보장할 수 있는 역화방지 및 역화제거 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 가스토치에 근접되게 1차적으로 화염의 역화를 방지하기 위한 화염 역화방지기(10)와 가스의 역류를 방지하는 체크밸브(40) 그리고 차단된 가스의 압력 상승시 이를 배출하는 안전변(50)으로 구성된 역화방지장치를 제공하며, 2차적으로 가스토치에 근접된 역화센서와 에어컴프레샤, 다수의 솔레노이드 밸브를 설치하여 역화 된 화염의 감지, 가스의 역류 방지, 가스의 공급을 차단하고 화염을 제거하는 기능을 포함한 역화제거 시스템을 제공한다.
역화방지기 몸체의 일단에는 유입구(142)가 형성되고, 다른 일단에는 유출구(144)가 형성된 원통형의 몸체(12)와, 상기 몸체의 유입구(142) 측 내벽에서 소정거리 떨어져 소정의 공간을 만들고, 중심에서 소정거리 이격되어 원주를 따라 일정간격으로 형성된 다수의 가스 구멍이 구비된 제1격막(18)과 소정거리를 두고 대략 몸체의 중간에 형성되며, 중앙에는 가스 구멍이 형성된 제2격막(20)으로 형성되고, 역화 된 화염은 통과하지 못하고 가스는 통과시키는 금속재료를 소결시켜 만든 원통형의 제1 소결필터(22), 제2 소결필터(24)인 화염방지재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 역화방지기 몸체에 직결되는 별도의 몸체(42)를 가진 체크밸브가(40)가 역화방지기의 유입구 측 몸체커버(14)에 장착되어 있어, 역화발생 시 가스 및 화염이 후단의 브라운가스(Brown's Gas) 발생장치 또는 기타 가스의 저장탱크로 역류하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하며, 가스의 화염은 역화 되는 순간 압력이 급격히 상승하여 가스토치 또는 가스절단기 팁(Tip) 등 각종 장비에 충격을 줄 수 있으므로, 역류된 가스나 화염을 외부로 방출하는 것을 특징으로 하는 안전변(50)이 역화방지기의 유출구 전단에 별도로 구성되어 있다.
또한 본 발명은 상기의 목적을 충족하기 위하여 역화제거 시스템을 제공하고 있으며, 이 역화제거 시스템은 역화된 화염을 센서로 감지하여 각종 솔레노이드 밸브등을 동작하여 주고, 가스 유출을 차단하는 것을 특징으로 하고 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 역화방지 및 역화제거 시스템은 역화방지기, 체크밸브, 안전변, 역화센서, 솔레노이드 밸브, 에어컴프레셔, 제어 박스(BOX) 등의 구성을 특징으로 한다.
역화방지기(10)의 원통형 몸체 일단에는 가스의 유입구(142)가 있고, 다른 일단에는 가스 유출구(144)가 형성되어있다. 또한 상기 유입구(142)에는 체크밸브(40)가 연결되어있는 형태로 가스의 유입을 유도하고, 유출구 근접에는 안전변과 역화센서 등이 연결되고 안전변을 지나 가스토치나 가스절단기(140) 등이 연결되어 유출되는 가스가 점화된 상태로 분출되도록 하며, 따라서 상기 가스토치 또는 가스절단기 팁(Tip)(140) 등은 가스의 연소기구로 사용되는 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 역화방지기 몸체(12)의 내부에는 몸체의 길이 방향으로 2중의 격막이 형성되고, 제1격막(18)과 제2격막(20), 제2격막과 유출구 몸체커버(16) 사이에는 원통형의 화염제거재가 설치된다. 상기 화염제거재는 화염을 제거하는 재료로써, 금속재료를 소결시켜 형성된 소결필터로서 역화된 화염을 제1 소결필터(22), 제2 소결필터(24)인 2중 소결필터로 분산시켜 짧은 시간에 많은 양의 역화 된 화염을 제거할 수 있다. 이를 통해 상기 화염재는 가스는 통과시키고 화염은 통과하지 못하도록 필터링 기능을 하는 것이다.
설명의 편의를 위해 상기 몸체내에 형성된 2개의 격막중에 가스 유입측으로부터 제1격막(18), 몸체의 가운데에 위치한 격막을 제2격막(20)이라 정의한다. 또한, 제1격막(18)과 가스유입구 몸체커버(14)의 내벽면 사이에 형성되는 공간을 제1공간(32)이라 정의하고, 제1격막(18)과 제2격막 사이에 설치된 제1 소결필터(22)의 외주와 몸체(12)의 벽면사이의 공간을 제2공간(34)이라 정의하고, 제2격막(20)과 가스유출구 몸체커버(16) 사이에 설치된 제2 소결필터(24)의 외주와 몸체(12)의 벽면사이의 공간을 제3공간(36)이라 정의하며, 제1격막(18)에는 제1공간(32)과 제2공간(34), 제3공간(36)을 연통시키는 가스구멍(38)이 격막의 원주를 따라 일정간격으로 다수 형성되어 있다.
그리고 상기 역화방지기 가스유입구 몸체커버(16)의 일측에는 역화되는 가스와 화염의 역류를 방지하기 위하여 체크밸브(40)가 설치되어 있고, 체크밸브의 몸체(42)는 역화 방지기 유입구에 직결되는 구조로 되어 있으며. 역화 되어 역류하는 가스나 화염을 차단하는 차단막 역할을 하는 체크밸브플란자(44)의 유동 가이드 공간을 형성하고 있다. 역화방지기 가스유입구 몸체커버(16)와 플란자 사이에는 스프링(48)이 설치되어 있어 상기 가스의 유입이 없는 경우에는 체크밸브플란자(44)를 체크밸브 몸체(42)로 밀착시키도록 형성되어 있으며, 체크밸브플란자(44)에는 역류되는 가스나 화염을 기밀하게 차단시켜 역방향으로 가스나 화염이 진행되지 못하도록 하는 오링(O-Ring)(46)이 형성되어 있다.
체크밸브에서 역류가 차단된 가스나 화염을 배출하지 않으면 역화발생시 압력이 급격히 상승하기 때문에 가스토치나 가스절단기 팁(Tip)(140) 또는 기타 장비에 손상을 끼칠 수 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이 역화방지기의 가스 유출구 몸체커버의 일측에 안전변(50)이 장착되어 있다. 안전변(50)은 몸체(52)와 포트(54), 스프링(56), 배출구(58)로 형성되어있으며 역화발생시 압력이 급격히 팽창하여 셋팅 된 배출압을 초과할 경우 스프링(56)이 포트(54)를 밀어내어 역화된 가스나 화염을 배출구(60)로 배출시킨다.
또한 상기에 전술한 목적을 달성의 신뢰성과 안정성을 높이기 위하여 역화방지기의 가스유출구 몸체카바(16) 일측에 역화된 화염의 빛이나 열 또는 압력을 감지하는 역화센서(70)를 설치하여 역화발생시 화염를 감지하여 제어 박스(BOX)(130)에 전기적 신호를 주게 되고, 제어 박스(BOX)(130)는 이 신호를 받아 솔레노이드 밸브(90)를 동작시켜 역화된 가스를 압축공기로 밀어내고 또한 브라운가스(Brown's Gas) 발생기 또는 기타 가스 저장탱크(100)에서 공급되는 가스를 차단하고, 가스배관에 잔류하여 있는 가스를 배출시킨다.
역화센서(70)은 센서(74)와 센서를 고정하는 가이드(76)와 몸체(72), 센서를 보호하는 유리(78)등으로 형성되어 있다.
그리고 가스의 사용량이 많아져 역화방지 및 역화제거 시스템 하나로는 역화되는 가스나 화염을 적절히 통제하지 못할 때 도 1에 도시된 바와 같이 역화방지 및 제거 시스템을 여러개 설치할 수 있는 제어 박스(BOX)(130)를 구비한다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 역화방지 및 제거 시스템을 제어하는 개략도이다. 상기 제어 박스(BOX)(130)는 가스의 사용량에 따라 역화되는 가스의 용량에 비례하는 다수의 역화방지 및 제거 시스템을 설치하고, 역화되는 가스나 화염을 각각의 역화방지 및 역화제거 시스템에 분기시킨다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 역화방지 및 역화제거 시스템의 상태를 알 수 있도록 녹색램프(132)와 적색램프(134)가 각각의 역화방지 및 제거 시스템에 대응 되어 형성되어 있고, 각각의 역화방지 및 제거 시스템의 역화감지 신호를 해제하고 재가동시키는 리셋 스위치(136)가 형성되어 있다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 2에서 도시된 바와 같이 가스유출구(144)의 단부에 가스토치 또는 가스절단기 팁(Tip)(140)을 설치하여 상기 토치나 가스절단기 팁(Tip)(140)에 가스가 점화되어 유출되는 과정에서 가스가 포함된 화염이 역화되어 유출구(144)를 타고 역류하면 역화센서(70)는 역화를 감지하여 전기적 신호를 제어박스(BOX)에 보낸다. 제어박스(BOX)는 역화감지 신호를 받아 에어공급용 솔레노이드 밸브(92)를 개방하여 컴프레셔(120)의 압축공기를 역화방지기(10) 방향으로 분출하여 역화방지기와 체크밸브에 의해 차단되어있는 화염을 소화하고 가스토치 또는 가스절단기 팁(Tip)(140)로 잔류가스를 불어 낸다.
그리고 제어박스(BOX)는 역화감지 신호를 받아 가스공급용 솔레노이드 밸브(94)를 차단하여 브라운가스(Brown's Gas) 발생기나 기타 가스 저장탱크(100)에서 유출된 가스가 토치 또는 절단기 팁(Tip)(140)으로 더 이상 공급되지 않게 차단하고, 가스배출용 솔레노이드 밸브(96)를 개방하여 공급된 잔류가스를 배출시킨다.
또한 역화 된 가스는 역화방지기(10)의 유출구 몸체 커버(16)로 유입되어 화염제거재인 제2소결필터(24)와 제1소결필터(22)의 내주 구멍으로 유입되고, 소결필터에 유입된 가스는 제1격막(18)에 차단되어 화염이 소결필터의 외주로 빠져나가 제2공간(34)로 유입된다. 이때 화염은 소결필터를 통과하는 순간 차단되고 가스와 압력만 제1, 제2 소결필터(22, 24)를 통과하여 가스구멍(38)을 통과하게 된다. 이 때 가스구멍(38)을 통과한 압력에 의해 체크밸브(40)는 닫히게 되고 가스는 체크밸브에 의해 역류되지 않도록 차단된다. 차단된 가스와 압력에 의해 역화방지기와 가스배관의 내부 압력이 상승하게 되면 안전변(50) 잔류가스와 압력을 배출시킨다. 역화발생시 1차적으로 역화방지기, 체크밸브, 안전변에서 역류된 가스와 화염이 모두 차단되어야 하지만, 특이한 상황이나 강한 충격에 의해 역화가 발생하여 1차 역화방지 장치에서 모두 차단치 못하더라도 2차적인 역화제거 시스템(역화센서, 다수의 솔레노이드 밸브, 에어컴프레셔)에 의해 역화를 완전히 제거하고 배출할 수 있어 역화방지의 신뢰성이 향상된다.
그리고, 가스가 사용되지 않을 때에는 가스배출용 솔레노이드가 개방되어 가스배관에 잔류되어 있는 가스를 완전히 배출시킴으로써, 부주의로 인한 안전사고를 미연에 방지한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따르면 1차적으로 화염제거재가 2중으로 구성된 역화방지기를 설치하고 별도의 체크밸브와 안전변을 장착하여 가스의 화염의 역류를 방지하고, 2차적으로 역화제거 시스템을 추가로 적용하여 역화된 화염과 가스를 소화, 차단 및 방출하여 배관내에 잔류되어 있는 화염과 가스를 완전히 제거함으로써 브라운가스(Brown's Gas) 발생기나 기타 가스 저장탱크를 안전하고 신뢰성 있게 보호 할 뿐 아니라 작업자의 안전사고를 예방 할 수 있다. 또한 현재의 역화방지기는 일부의 가스에만 제한적으로 적용되고 있으나 본 발명의 역화방지 및 역화제거 시스템은 브라운가스(Brown's Gas) 발생기나 기타 가스에 광범위하게 적용할 수 있어 가스 사용의 안전화 및 안정화를 획득할 수 있다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 일단에는 가스의 유입구가 형성되고, 다른 일단에는 가스의 유출구가 형성된 원통형의 역화방지기 몸체와;
    상기 역화방지기 몸체의 유입구측 내벽에 소정거리 떨어져 소정의 공간을 만들고, 중심에서 소정거리 이격되어 원주를 따라 일정간격으로 형성된 다수의 가스구멍이 구비된 제1격막과 상기 제1격막과 소정거리를 두고 대략 몸체의 중간에 형성되며, 그 중심부에는 가스구멍이 형성된 제2격막과;
    상기 제1격막과 제2격막 사이에 형성되고, 역화된 화염은 통과하지 못하고 가스는 통과시키는 원통형의 제1 화염제거재와;
    상기 제2격막과 역화방지기 가스유출구 몸체커버 사이의 중심에 몸체의 내경보다 작은 지름으로 설치되어 소정의 공간이 형성되고, 역화되는 화염을 통과하지 못하고 가스는 통과시키는 원통형의 제2 화염제거재;
    상기 역화방지기의 유출구 일측에는 역화되는 화염의 온도, 광도, 압력 중에 적어도 하나 이상을 센싱하여 제어 박스(BOX)나 다수의 솔레노이드 밸브와 ㅂ브라운가스(Brown's Gas) 발생장치 또는 기타 가스 저장탱크에 전기적신호를 보내는 역화감지센서와;
    이 역화감지 신호를 받아 동작하는 다수의 솔레노이드 밸브 즉, 역화 된 가스나 화염의 역류차단과 브라운가스(Brown's Gas) 발생장치 또는 기타 가스 저장탱크로부터 공급되는 가스가 더 이상 공급되지 않도록 차단하는 가스 차단용 솔레노이드와 에어컴프레샤의 압축공기를 분출하는 에어공급용 솔레노이드, 그리고 가스 배관에 잔류하고 있는 가스를 배출하는 가스배출용 솔레노이드와;
    센서의 신호를 받아 상기의 솔레노이드 밸브와 가스의 공급과 흐름을 제어하는 제어 박스(BOX)와;및
    압축공기를 공급하는 에어컴프레샤를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 역화방지 및 역화제거 장치.
  4. 삭제
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